【正文】 這不僅幫助我順利完成了此次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，對于以后的學(xué)習(xí)工作態(tài)度也是一種良好的啟迪。學(xué)海無涯，由于本人的水平有限以及時間的限制，一方面本論文中必然仍有很多欠妥和錯誤之處，敬請各位老師和專家批評指正；另一方面很多工作還有待進一步深化，如優(yōu)化設(shè)計等，在以后學(xué)習(xí)中應(yīng)進一步研究。除個別地方因為模型尖角及材料厚度變化引起的應(yīng)力集中情況外，整個橋殼的應(yīng)力分布和變形結(jié)果是滿足要求的。通過實踐表明，對于經(jīng)典ANSYS版本，后者導(dǎo)入模型信息丟失比較少，效果更好一些。這方面的經(jīng)驗還不夠充足，有待在將來的學(xué)習(xí)工作中積累。在保證其工作性能的條件下，建模時可以適當(dāng)?shù)貏h除一些非重要結(jié)構(gòu)。汽車振動系統(tǒng)承受路面作用的激勵多為0~50Hz的垂直振動，本文研究的驅(qū)動橋殼前幾階模態(tài)固有頻率不在此范圍內(nèi)，因此不會由路面激勵引起橋殼的共振，橋殼結(jié)構(gòu)設(shè)計比較合理。通常，路面不平度汽車振動的基本輸入，～25Hz[18]。前三階頻率為零，3至6階，接近零。創(chuàng)建材料屬性時，模態(tài)分析與靜力分析的一個區(qū)別是模態(tài)分析要求輸入材料密度，靜力分析只有在需要考慮結(jié)構(gòu)自重的影響時才輸入材料的密度。在自由振動時，結(jié)構(gòu)中各節(jié)點的振幅不可能全為零，因而式（）必有其系數(shù)行列式為零。因此，橋殼就由無限多自由度系統(tǒng)變成有限多自由度系統(tǒng)。模態(tài)分析的應(yīng)用可歸結(jié)為以下幾個方面：（1）評價現(xiàn)有結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動態(tài)特性 通過對結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析，求得結(jié)構(gòu)的各階模態(tài)參數(shù)，從而評價結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性是否符合要求，并檢驗理論計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此研究驅(qū)動橋殼是驅(qū)動橋設(shè)計的重要研究項目，也是研究汽車傳動系振動、噪聲控制和故障診斷的基礎(chǔ)。實際工作狀態(tài)中，由于輪胎彈性，汽車行駛過程中產(chǎn)生這種極限情況的可能性很小。此工況下，載荷通過作用力偏置距離為輪胎半徑的方式加在側(cè)滑端半軸套管上（水平方向為沿X軸的橫向力），仍然約束鋼板彈簧座。最大應(yīng)力點出現(xiàn)在鋼板彈簧座外側(cè)尖角處。根據(jù)式（），由,。但是，從驅(qū)動橋殼整體的應(yīng)力分布情況來看，各處的應(yīng)力均值小于材料的許用應(yīng)力值，分布也比較符合實際的加載和約束情況。最大應(yīng)力值出現(xiàn)在半軸套管靠近鋼板彈簧座區(qū)域，其值為547MPa。這是因為約束位置在兩端半軸套管，載荷加在中間鋼板彈簧座上，使得橋殼中段結(jié)構(gòu)以半軸套管為中心向下發(fā)生變形，從而造成中間位置變形量較大。右側(cè)約束同理，但是在對話框中選擇UY，UZ。分別將載荷加載到兩板簧座表面。劃分成功，共生成42744個節(jié)點，81808個單元，如圖。圖 Ansys中的幾何模型 ，密度7800kg/m3GUI: Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models,出現(xiàn)Define Material Model Behavior窗口，依此雙擊StructuralLinearElastic，雙擊Isotropic，單擊OK。 幾何模型導(dǎo)入 在將UG軟件中建模生成的驅(qū)動橋殼CAD模型導(dǎo)入到ANSYS的過程中，由于兩個軟件之間存在數(shù)據(jù)交換差異，免不了會產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失，以至于幾何特征缺失的情況。側(cè)向力一旦超過側(cè)向附著力，汽車就會發(fā)生側(cè)滑。此時左右驅(qū)動輪除作用有垂向反作用力外，還作用有地面對驅(qū)動輪的最大切向反作用力。只要在這幾種載荷計算工況下橋殼的強度得到保證，就認為橋殼在汽車各種行駛條件下是可靠的。汽車在行駛過程中，受到的載荷情況是比較復(fù)雜的，其中彎曲和扭轉(zhuǎn)對驅(qū)動橋殼的壽命影響很大。后者是指擠壓、接觸等涉及零件表面層的強度。機械零件在工作時，不容許出現(xiàn)結(jié)構(gòu)斷裂或者塑性變形，也不允許發(fā)生表面損壞。這些方法都是在橋殼有樣品的情況下才能采用，而且還都需要付出相當(dāng)大的人力、物力和時間。 （12） 單擊求和命令，選擇所有實體，刀具體為板簧座體求和。單擊求和命令，選擇所有實體，成為一個整體。 （7） 創(chuàng)建半軸套與橋殼本體連接草圖，如圖。選擇鏡像命令，分別以x軸，y軸為鏡像中心鏡像曲線，得到得到橋殼本體草圖，如圖（3） 單擊完成草圖退出草圖模式，選擇拉伸命令，以所繪草圖為選擇曲線，開始距離80，結(jié)束距離80，體類型實體，得到實體如圖。本文在 UG中建立的橋殼模型由橋殼本體、兩個板簧座、兩個半軸套管組成，如圖 21 所示。UG的產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)技術(shù)和手段，主要包括：全集成、全相關(guān)、前瞻性、數(shù)字樣機、快速反映機制和知識工程（KBE）這6個方面。CAD（Computer Aided Design，計算機輔助設(shè)計）一般是指工程技術(shù)人員以計算機為輔助工具，完成產(chǎn)品的設(shè)計、工程分析、繪圖等工作，并達到提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本的目的。 本章小結(jié) 本章節(jié)對汽車橋殼的分類、國內(nèi)外對橋殼研究情況作了簡要介紹，然后對有限元法理論和ansys軟件，本課題的研究意義以及主要研究內(nèi)容作了闡述。（1）學(xué)習(xí)和掌握 CAD 軟件 UG，利用 UG建立驅(qū)動橋的幾何模型，為建立驅(qū)動橋殼的有限元模型奠定基礎(chǔ)。ANSYS開放式的結(jié)構(gòu)使用戶可以利用APDL語言進行二次開發(fā)。ANSYS具有智能網(wǎng)格劃分功能，能根據(jù)模型的特點自動生成有限元網(wǎng)格；5）良好的優(yōu)化功能。 ANSYS的主要技術(shù)特點ANSYS作為一個功能強大、應(yīng)用廣泛的有限元分析軟件，其技術(shù)特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1）數(shù)據(jù)統(tǒng)一。ANSYS還可以直接集成到Pro/E、UG等CAD環(huán)境中，真正作到CAD/CAE一體化。熱分析包括穩(wěn)態(tài)熱分析、瞬態(tài)熱分析、相變分析、和熱結(jié)構(gòu)耦合分析。ANSYS前處理器用于生成有限元模型，指定隨后求解中所需的選擇項；ANSYS求解器用于施加載荷及邊界條件，然后完成求解運算；ANSYS后處理提供了強大的后處理功能，使用戶很方便地獲得分析結(jié)果。該程序使用了基于Motif標(biāo)準(zhǔn)的GUI，可方便地訪問ANSYS的多種控制功能和選項。隨著有限元法及計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，各種有限元軟件也得到了日新月異的發(fā)展。將離散化的單元再組合起來，進行整體分析，確定結(jié)構(gòu)的荷載向量和整體位移向量之間的整體剛度矩陣。單元分析的任務(wù)就是確定單元載荷向量和單元結(jié)點位移向量和單元剛度矩陣。在此基礎(chǔ)上，人們重新對有限元法的實際應(yīng)用展開研究。這不僅因為它的概念、理論及設(shè)備新穎，而且一經(jīng)實現(xiàn)就表現(xiàn)出了強大的生命力，展示出極具應(yīng)用前景的態(tài)勢。啟發(fā)式算法的興起與計算復(fù)雜性理論的形成有密切關(guān)系。現(xiàn)在，一些發(fā)達國家設(shè)計制造的某些零件，其壽命可以精確到小時，如果沒有可靠性計算，是不可想象的。2）可靠性工程可靠性工程以概率和隨機分布為基礎(chǔ)，研究各種結(jié)構(gòu)在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。該驅(qū)動橋殼在使用中中部區(qū)域常出現(xiàn)裂紋，靜強度計算表明該橋殼靜應(yīng)力分布合理，破壞區(qū)的靜應(yīng)力很小，模態(tài)分析中橋殼的前九階頻率在路面譜頻率范圍內(nèi)，在路面譜的激勵下很容易引起垂直方向的共振。(2) 驅(qū)動橋殼模態(tài)分析驅(qū)動橋殼模態(tài)分析主要通過計算，得到整個驅(qū)動橋殼在自由狀態(tài)下的固有頻率與固有振型，以分析驅(qū)動橋殼的動態(tài)特性。因此，在驅(qū)動橋殼設(shè)計中，應(yīng)用有限元法具有重要的意義。在國外，二十世紀(jì)七十年代前后，有限元方法逐漸在車輛橋殼的強度分析中得到應(yīng)用。我國通常推薦將橋殼復(fù)雜的受力狀況簡化在典型工況下，只要橋殼的強度得到保證，就認為該橋殼在車輛的各種行駛條件下是可靠的。過去，主要是通過對橋殼樣品進行臺架試驗和整車行駛試驗，考核橋殼強度和剛度。1）有限元法有限元法由于能夠解決結(jié)構(gòu)形狀和邊界條件都非常任意的力學(xué)問題，因而在實際中得到廣泛應(yīng)用，成為一種可靠的新的數(shù)值計算方法，并取得許多實際效益。分段式橋殼多用于中型汽車和輕型汽車上。它主要由鑄造的主減速器、殼蓋、兩個鋼制半軸套筒及凸緣組成。驅(qū)動橋殼分為整體式橋殼，分段式橋殼兩類。第一章 緒論 汽車橋殼的分類汽車通常由發(fā)動機、底盤、車身和電器設(shè)備四部分組成。從而在保證驅(qū)動橋殼強度、剛度與動態(tài)性能要求的前提下，為橋殼設(shè)計提出可行的措施和建議。作為汽車的主要承載件和傳力件，驅(qū)動橋殼承受了載貨汽車滿載時的大部分載荷，而且還承受由驅(qū)動車輪傳遞過來的驅(qū)動力、制動力、側(cè)向力等，并經(jīng)過懸架系統(tǒng)傳遞給車架和車身。因此，驅(qū)動橋殼的研究對于整車性能的控制是很重要的?！娟P(guān)鍵詞】 有限元法，UG，ANSYS ，驅(qū)動橋殼，靜力分析，模態(tài)分析AbstractThis graduation project entitled “Modeling and Finite Element Analyzing of Automobile Drive Axle Housing”. As the mainly carrying and passing ponents of the vehicle, the automobile drive axle housing supports the weight of vehicle, and transfer the weight to the wheel. Through the drive axle housing, the driving force, braking force and lateral force act on the wheel transfer to the suspension system, frame and carriage.The