【正文】 靜態(tài)分析用來模擬模型結構的剛度和強度，根據約束和載荷條件計算模型的應力和應變。其分析圖如下：圖5—1圖52 模態(tài)分析，就是采用試驗分析或理論分析的方法來識別系統(tǒng)的模態(tài)參數。在結構動力學中，振動系統(tǒng)的特性可以用模態(tài)來描述，表征模態(tài)的各階參數是振動系統(tǒng)的各階固有頻率、固有振型等。模態(tài)是振動系統(tǒng)特性的一種表征，它是構成各種結構復雜振動的最簡單或最基本的振動形態(tài)，模態(tài)分析是進行各項動力分析的前提和基礎，它為振動系統(tǒng)的動態(tài)設計和故障診斷提供了數值依據。模態(tài)分析圖：圖53疲勞分析是對零件的疲勞特征進行評估和預測是否發(fā)生疲勞破壞，也可以和其他分析一起對零件進行優(yōu)化設計。疲勞破壞就是零件在交變載荷重復作用下材料或結構的破壞現象，當材料或結構受到多次重復作用后，雖然應力值始終沒有超過材料的強度極限，甚至比彈性極限還要低的情況下也可能發(fā)生破壞。次循環(huán)受力如下圖：圖54圖55預應力靜態(tài)分析是用來模擬一個預剛度或預應力結構，是如何影響模擬的變形、應力和應變情況。換句話說，它可以用來決定加上指定的載荷后，零件是強的或弱的。預應力靜態(tài)分析將使用靜態(tài)分析的結果來作為分析的起點。預應力靜態(tài)分析如下：圖56預應力模態(tài)分析是使用一個來自靜態(tài)分析的結果，來計算模型的自然頻率和模態(tài)，放大1000倍后如下圖：圖57圖58 動態(tài)時域分析，用于系統(tǒng)對于隨時間變化的載荷（非周期載荷或者脈沖載荷）的反應。輸入20%阻力系數，為100%表示模型不在振動，時域分析圖:圖59 動態(tài)沖擊分析是用來研究反應頻譜所引起的系統(tǒng)反應，其載荷輸入通常是一個帶有位移、速度或加速度等反應頻譜的基本激發(fā)元素。 取受應力大的主減速器腔體上的相交曲線（紅色區(qū)）作變形研究：圖510圖511 動態(tài)頻域分析用于研究系統(tǒng)對于歲頻率變化的載荷（用于周期載荷或循環(huán)載荷)的反應，彈簧座處一曲線的應力圖：圖512 由動態(tài)頻域分析知應避免150Hz至300Hz頻率工作。 標準設計研究，是一種定量分析工具，通過對模型的設置參數進行設置，分析對其性能的影響情況。 選取小d=100mm的半軸可內徑設置為110mm，得出結果153Mpa 圖513 敏感度分析，是一種定量分析，研究參數對模型性能的影響情況。這種定量的分析是通過局部分析來完成的。如果確定了主參數，可以運用局部敏感度分析方法來確立變化范圍。在這個范圍內，尋找最佳的設計。選取d范圍90mm~130mm，因d越大壁厚越小。下圖為應力隨d變化的應力圖圖514應力隨d的取值變化圖1 優(yōu)化設計是一種尋找最佳方案的技術，是由用戶指定研究目標，約束條件和設計參數等，然后在參數的指定范圍內求出可滿足研究目標和約束條件的最佳解決方法。指定d在100120mm內，應力在250Mpa之內時的最優(yōu)解圖515圖516 此時測出d=，則可得出壁厚為13mm。同理若在200Mpa下時的d=，壁厚15mm。在設定d=110mm后，固定其內徑250mm，讓錐齒輪箱外徑為設計參數。由于有螺栓，所以厚度最小不小于螺母尺寸。 位移隨外徑大小變化的敏感度分析如圖：圖517 由《挖掘機驅動橋臺架試驗方法》QC/T 533——1999 標準可知：。由圖可知厚度滿足等于最小螺母尺寸時的變形量。取厚25mm，則大徑為300mm。 1優(yōu)化后的模態(tài)分析： (1) 、675HZ共同作用模態(tài)位移分析如下圖：圖518 (2) ：圖519 (3) ：圖520 (4) 圖521 (5) 在675HZ下位移圖圖522圖523 經分析知改進后橋殼要避免在250Hz的條件下工作。第六章 結論通過有限元模擬方法, 分析了挖掘機驅動橋殼在不同工況下對應的應力和變形, 為挖掘機驅動橋的強度評價及疲勞壽命估算提供了所需數據, 也為挖掘機安全運行提供了必須的依據。同時, 有限元方法的利用, 可以降低設計開發(fā)成本、縮短設計開發(fā)周期、提高產品質量，使得挖掘機在輕量化、抗振性、舒適性和操縱穩(wěn)定性方面得到改進和提高，具有非常重要的指導作用和實際意義。采用有限元方法比傳統(tǒng)計算方法更能反映橋殼上的真實應力值，得到理想的計算結果，有利于對橋殼進行強度分析。同時表明不論是傳統(tǒng)設計方法還是利用有限元軟件算出的結果在各種工況都基本吻合。(1)對整車模型進行動力學仿真，得到后橋殼在危險工況下的受力，對其進行了疲勞壽命分析，分析結果顯示的疲勞破壞危險區(qū)域與常見橋殼發(fā)生開裂的位置一致。(2)對橋殼進行了改進，最小疲勞壽命從改進。改進后的結構重新進行疲勞壽命試驗，達到了國家標準。(3)利用CAE軟件進行分析計算，找出了該后橋殼存在缺陷的原因，并提出了改進的措施，改變了以往反復利用臺架試驗來驗證改進結果耗費大量人力物力的缺點，具有實際意義。本論文同樣存在一些缺點：一、在約束方面，為模擬實際試驗過程，選取彈簧座中心部分節(jié)點為受力點，施加分布載荷；對于靜力學分析的最大鉛垂力和最大切向力兩種工況, 約束加在每側車輪中線附近, 模擬兩端簡支支承。最大側向力工況時, 約束加在側翻一側的車輪中線附近,支承為固定支承，支點為輪距相應點，左處支點處約束相應節(jié)點的X、Y、Z 向移動自由度，右處支點處約束相應節(jié)點的Y、Z 向的移動自由度。上述的約束處理會使安裝輪轂軸承附近的應力與實際情況有差別,會不會影響橋殼其它部位的應力分布有待考證；二、關于橋殼在鋼板彈簧座附近的危鹼斷面的形狀主要由橋殼的結構型式和制造工藝來定。對于鑄造整體式橋殼，由于采用了鑄造工藝，所以可將彈簧座附近的斷面設置成垂向抗彎強度較好的矩形管狀斷面(計算時還應考慮里邊壓進的半軸套管)，從橋殼的使用強度來看，矩形管高度方向為長邊的比圓口形管狀的要好；三、對彈簧座距離沒有優(yōu)化處理，需尋找最佳受力點。 致 謝感謝重慶交通大學大學，在這里有環(huán)境舒適的學生公寓，為我的日常生活提供了很多方便；為我的課余生活提供了依托；有一批知識淵博，身正為范的老師，為我開啟學海之舟。在這里，我開闊了見識，增長了知識，鍛煉了能力。四年前我?guī)е缇粗膩淼搅诉@里，四年里，親身的體驗讓我更增加了對這所學校的熱愛和不舍。感謝機電學院的每一位老師，無論是從學識上，還是從人格上，他們都是最值得尊敬的的人。這些老師知識淵博，閱歷豐富，聽他們的課是一種享受，享受知識、享受智慧、享受人格魅力。這些老師不但幫助我們構建知識，更在生活上給我們無微不至的關懷，指導我們處理生活中的許多問題，他們總能高屋建瓴地給我們的生活導航。是他們開啟了我對歷史的興趣，激發(fā)了我對知識的渴望，同時我也從他們身上學到了很多難能可貴的精神：認真、感恩、負責、謙和，所有這些都讓我終身受益。感謝您們??！ 在這里我想特別感謝一位老師，就是我的導師——羅天洪老師，在收集資料的過程中，羅老師給我提供了很多寶貴的意見。他讓我多閱讀外文文獻，多收集前人的研究成果。與此同時，羅老師還根據我的材料幫助我確定題目和論文的結構安排。在設計過程中，我們會碰到好多問題，這些都是平時上理論課中不會碰到，比如橋殼厚度不合格或者有應力集中等要加以改進，各個尺寸的確定，以及約束定義等。以前雖然做過作業(yè)，但是畢竟沒有放到非常實際的應用環(huán)境中去，畢竟考慮的還不是很多，而且對所學的那些原理性的東西掌握的還不是很透徹。羅老師還經常找我談話，經過老師的講解，和自己的更加深入的思考之后，對很多的知識，知其然還知其所以然。論文寫完以后，羅老師還精心審閱了我的寫作初稿，大到內容結構，小到標點符號、論文格式，都給我提供了寶貴的修改意見，在他的幫助下我的論文才得以順利完成。所以我的論文從選題到結構安排，從內容到文字潤飾，都凝聚了他大量的心血，他這種一絲不茍的負責精神、質樸平實的治學風格、和藹可親的待人原則、關心后輩的的責任心使我深受感動，對我做人、做事、做學問都產生了積極影響。在此，我謹向尊敬的羅老師表示真摯的謝意。感謝我的同學在這大學四年里對我生活上、學習上的幫助。我們在一起共同經歷了很多歡樂和難忘的時光：大學校園里有我們的笑聲，重慶交大有我們共同的足跡，有我們美麗的倩影，有我們的歡聲笑語。是你們祛除了我內心的孤獨，教會了我做人處事的方法。四年了，仿佛就在昨天。四年里，我們共同成長，共同進步。不管以后我的道路是駛向何方，但是在大學四年以及畢業(yè)設計期間的點點滴滴在我腦海所留下的記憶片段是永恒難忘的。最后在此我要再一次對我親愛的老師和同學們致以我發(fā)自內心深處的感謝。參考文獻[1]劉惟信．汽車車橋設計[M]，北京：清華大學出版社，2004。[2]陳家瑞、汽車構造（第三版）（下冊）.吉林大學出版，2010.[3]胡國強、伍偉 基于ANSYS的載重貨車驅動橋殼的有限元分析 [輕型汽車技術]雜志 [4]羅棟杰、朱訓棟 基于 CAE 的橋殼結構分析與改進 [5]基于有限元方法的載貨汽車驅動橋殼分析 [6]唐應時、張武、段心林、李克安、進軍 .基于整車動力學仿真的后橋殼疲勞壽命分 析與改進木 2009年(第31卷)第2期 汽車工程[7]張小忠 .ZG40Cr車橋橋殼斷裂原因分析與改進. [8]陳國榮、 月[9]吳榮、 [10]羊玢、孫慶鴻、［J］.機械設計 與制造，2008 .[11]丁律輝 汽車橋殼參數化設計與性能仿真系統(tǒng)研究 [12]郭耀斌、張文明、鄧勛. 基于ANSYS的礦用汽車焊接橋殼有限元分析[J]. 機械設 計與制造. 2007 .11[13]彭 為、靳曉雄、左曙光 基于有限元分析的車橋后橋疲勞壽命預測[J].汽車工程[14]劉巧玲、張義明、聞邦春 后橋殼可靠性設計 [15]馬順龍、劉海峰、王成剛、孫樹成 ；中重型商用汽車驅動橋殼的發(fā)展現狀及趨勢； [16]孫云云,尹明德. 國內外輪式挖掘機概況與技術市場及入世后的探討[J]. 機械工程與自動化. 2010 (03)[17]Zhifeng Li。Paul D. Ayers；Strength Test for PreROPS Tractor Axle Housings Journal of Agromedicine [18]Y. Huang AE Y. Zhu；Failure Analysis of Friction Weld (FRW) in Truck Axle Application ；20 December 2009 ASM International 2009[19]Gillam, E. Materials Under Stress. C. Tinling amp。 Co., Ltd. Liverpool,London and Prescot. 2009.[20]Jeong kim；Beomsoo kang 。Analysis and design of hydroforming process for automobile rear axle housing by FEM [21]Yimin Shao , Jing Liu , Chris K. Mechefske ；Drive axle housing failure analysis of a mining dump truck based on the load spectrum ；Available online 12 January