【正文】 ”在短短的幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深深的受到了我校老師無微不至的關(guān)愛，讓我有點(diǎn)不舍得離開我的母校，離開我的老師，但人總是要成長的，我只能在此對(duì)各位老師表示深深的感謝。我在畢業(yè)論文的撰寫過程中不僅學(xué)到了不少的知識(shí)，同時(shí)郭鵬老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、敏銳的科學(xué)洞察力、高尚的道德情操、實(shí)事求是的學(xué)術(shù)作風(fēng)以及為人師表的風(fēng)范給了我巨大的啟迪、鼓舞和鞭策，并將成為我人生道路上的楷模。本次設(shè)計(jì)對(duì)輕型汽車驅(qū)動(dòng)橋殼及部分主減速器、差速器做了三維建模，并利用UG ，并進(jìn)行了模態(tài)分析和參數(shù)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最后得出了不同厚度下驅(qū)動(dòng)橋殼的各階固有頻率，選出了最優(yōu)的驅(qū)動(dòng)橋殼厚度。使用有限元法對(duì)驅(qū)動(dòng)前橋殼進(jìn)行強(qiáng)度分析，只要計(jì)算模型簡化得當(dāng)，受力約束處理合理，就可以得到比較詳細(xì)的應(yīng)力與變形的分布情況，這些都是上述傳統(tǒng)計(jì)算方法所難以辦到的。結(jié) 論由于傳統(tǒng)方法計(jì)算方法的局限性，傳統(tǒng)橋殼強(qiáng)度的傳統(tǒng)計(jì)算方法，只能算出某一斷面的應(yīng)力平均值，而不能完全反映前橋殼上應(yīng)力及其分布的真實(shí)情況。經(jīng)過迭代計(jì)算，得到一個(gè)最優(yōu)點(diǎn)，即在接近7mm殼厚時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋殼也滿足強(qiáng)度和剛度要求。圖513 一階模態(tài)云圖圖514 二階模態(tài)云圖圖515 三階模態(tài)云圖圖516 四階模態(tài)云圖圖517 五階模態(tài)云圖圖518 六階模態(tài)云圖圖519 七階模態(tài)云圖圖520 八階模態(tài)云圖圖521 九階模態(tài)云圖 驅(qū)動(dòng)橋殼的優(yōu)化設(shè)計(jì)以重量最小化為定義目標(biāo)，定義約束為許可應(yīng)力。圖512 模態(tài)分析解算方法建立 改變橋殼本體厚度做模態(tài)分析，固有頻率結(jié)果如表1所示。綜上分析,8mm厚度的橋殼本體是完全符合橋殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求的。圖58 載荷的施加 圖59 約束與載荷的施加根據(jù)建立的有限元分析模型，通過NASTRAN解算器，、圖511： 圖510 滿載荷條件下的位移云圖圖511 滿載荷條件下的應(yīng)力云圖其結(jié)果如下：,最大應(yīng)力出現(xiàn)在半軸套管約束處，,符合國家相關(guān)規(guī)定。1. 約束的施加該約束在后橋兩端半軸套管處施加，為固定約束,如圖5圖59。 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析 計(jì)算橋殼的垂直彎曲剛度和強(qiáng)度的方法是將后橋兩端固定，在彈簧座處施加載荷，將橋殼兩端6個(gè)自由度全部約束，在彈簧座處施加規(guī)定的載荷。根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)?！　∵M(jìn)行分析、評(píng)估和校核的項(xiàng)目：　 (1)后橋殼垂直彎曲強(qiáng)度和剛度計(jì)算；　 (2)后橋總成模態(tài)分析，計(jì)算后橋殼總成的固有頻率及振型。如圖56：圖56 填充材料 橋殼結(jié)構(gòu)有限元分析 有限元分析方案　　后橋是汽車中的重要部件，它承受著來自路面和懸架之間的一切力和力矩，是汽車中工作條件最惡劣的總成之一，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)造成嚴(yán)重的后果。如下圖： 圖54 3D網(wǎng)格劃分圖55 驅(qū)動(dòng)橋殼網(wǎng)格模型。如圖5－3所示：　圖53 理想化模型。因此，對(duì)三維模型去掉那些對(duì)分析影響不大的特征(如倒角、圓角等)和一些小孔。 圖52 解算方案2. 理想化模型。如圖5－1所示。 有限元分析模型的建立1. 新建FEM與仿真部件。（9）求解模型。 （7）應(yīng)用一材料到網(wǎng)格。（6）檢查網(wǎng)格質(zhì)量。首先利用系統(tǒng)默認(rèn)自動(dòng)地網(wǎng)格化幾何體。一旦使理想化部件激活，可以移去不需要的細(xì)節(jié)，如孔或圓角，分隔幾何體準(zhǔn)備實(shí)體網(wǎng)格劃分或建立中面。選擇求解器（本次分析用NX Nastran）、分析類型（如Structural）和解決方案類型（如Linear Statics）。也可以選擇先建立FEM文件，然后再建立仿真文件。（2）啟動(dòng)高級(jí)仿真應(yīng)用。通過模型準(zhǔn)備后簡化模型，可以有助于網(wǎng)格劃分，提高分析精度，縮短求解時(shí)間。如去掉不影響分析的特征、商標(biāo)等；；；、約束等（根據(jù)選擇解算器情況）；；；。UG/有限元分析(UG/Scenario for FEA)是當(dāng)前國際上流行的有限元分析軟件。前處理是建立有限元模型，完成單元網(wǎng)格劃分；后處理則是采集處理分析結(jié)果，使用戶能簡便提取信息，了解計(jì)算結(jié)果。由于大多數(shù)實(shí)際問題難以得到準(zhǔn)確解，而有限元不僅計(jì)算精度高，而且能適應(yīng)各種復(fù)雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對(duì)每一單元假定一個(gè)合適的 (較簡單的）近似解，然后推導(dǎo)求解這個(gè)域總的滿足條件(如結(jié)構(gòu)的平衡條件），從而得到問題的解。由于有限元法特別適合于計(jì)算機(jī)程序編寫，因此許多國家都編制了大型通用的有限元程序，如美國加利福尼亞大學(xué)研制的SAP軟件、麻省理工學(xué)院研制的ADINA軟件、美國國家航空與宇航局研制的NASTRAN軟件等。1960年Clough正式提出了“有限元”(FiniteElement)的概念。1954年，ArgrisJ．H．用系統(tǒng)的最小勢能原理得到了系統(tǒng)的剛度矩陣，使已經(jīng)成熟的桿件矩陣位移法可以用來分析連續(xù)介質(zhì)。  本次設(shè)計(jì)建立的驅(qū)動(dòng)橋殼模型如下：圖48 汽車驅(qū)動(dòng)橋殼三維圖1圖49 汽車驅(qū)動(dòng)橋殼三維圖25 基于UG/NX 的汽車驅(qū)動(dòng)橋殼模態(tài)分析 有限元方法概述 有限元法的發(fā)展有限元法作為一種數(shù)值計(jì)算方法，它的產(chǎn)生和發(fā)展卻是首先在工程應(yīng)用中取得突破。同時(shí)，通過設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)定的關(guān)聯(lián)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)部件的關(guān)聯(lián)改變，可以有效地減少設(shè)計(jì)改變的時(shí)間及成本，并維護(hù)設(shè)計(jì)的完整性。同時(shí),通過設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)定的關(guān)聯(lián)參數(shù),實(shí)現(xiàn)相關(guān)部件的關(guān)聯(lián)改變,可以有效地減少設(shè)計(jì)改變的時(shí)間及成本,并維護(hù)設(shè)計(jì)的完整性。因?yàn)閰?shù)化模型的部件三維模型中的建模細(xì)節(jié)(如螺栓孔、焊縫等)將影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格分布,增加網(wǎng)格的數(shù)量會(huì)導(dǎo)致模型過于復(fù)雜。 驅(qū)動(dòng)橋殼實(shí)體模型的建立 橋殼實(shí)體模型建立的方法該橋殼為整體式橋殼,由鋼板沖壓焊接而成,主要由橋殼本體、半軸套管、后橋蓋總成、鋼板彈簧固定座總成、減振器下支架總成、后制動(dòng)底板固定法蘭等組成。例如，DXF轉(zhuǎn)換器提供了在UG與AutoCAD之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的優(yōu)良接口；Parasolid格式對(duì)于實(shí)體建模以及不同的CADICAE/CAM軟件之間交換數(shù)據(jù)具有很高的準(zhǔn)確性和可靠性[7]。UG常用的輸入輸出格式有:Part(零件)、CGM(計(jì)算機(jī)中繼文件)、DXF(線結(jié)構(gòu))、IGES(面結(jié)構(gòu))、Parasolid(實(shí)體結(jié)構(gòu))等。（4）有限元分析模塊(GFEM FEA )UG的有限元分析模塊，提供采用自動(dòng)優(yōu)化帶寬的輪廓分塊解決公式，對(duì)線性靜力、振動(dòng)模態(tài)和穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)等工程問題的有限元分析，設(shè)計(jì)師可以用任意方法進(jìn)行評(píng)估，從而及早地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷并加以排除。UG的Assembly Modeling模塊，采用并行工程技術(shù)提供一個(gè)有效的面向設(shè)計(jì)群體的裝配環(huán)境，零件模型在其所屬的裝配組合中可編輯和再描繪，零件模型的變化將自動(dòng)反映到相應(yīng)的裝配部件中，這樣就允許設(shè)計(jì)人員的工作與整個(gè)產(chǎn)品的進(jìn)程相關(guān)聯(lián)，因此保證了模型數(shù)據(jù)的集成性，避免了設(shè)計(jì)工作的重復(fù)。它把多個(gè)通過Modeling建立的模型零件，依照Mating配對(duì)、Align對(duì)齊和Orient方位等關(guān)系組裝在一起，實(shí)現(xiàn)其空間位置的安排。如果模型建立不正確，會(huì)影響后面所有的各項(xiàng)工作。 UG軟件的主要功能模塊（1）實(shí)體造型模塊（Modeling ）UG的Modeling造型模塊將傳統(tǒng)的幾何建模(Solid Modeling)和基于約束的特征建模（Features Modeling ）、自由曲面建模（ Freeform Modeling）方法融為一體，形成“復(fù)合式建模工具” ，在設(shè)計(jì)過程中，只要靈活運(yùn)用各種建模方法，結(jié)合拉伸(Extruded body )、旋轉(zhuǎn)(Body of Revolution )、沿軌跡掃描（ Sweep along Guide )等功能，再輔以各種編輯命令及布爾運(yùn)算:差、并、交等，基本上就可以完成各種復(fù)雜曲面和實(shí)體的造型，而且造型準(zhǔn)確、精度高。它還可以對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，計(jì)算其受力特性、運(yùn)動(dòng)特性以及軌道跟蹤等。通過以上模塊分別可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的三維造型、裝配、二維工程圖的繪制、零部件強(qiáng)度的分析、各機(jī)構(gòu)的動(dòng)畫仿真以及產(chǎn)品的模擬制造等功能。它是美國Unigraphics Solutions公司開發(fā)研制的集三維造型、有限元分析、機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)仿真及計(jì)算機(jī)輔助制造于一體的大型高級(jí)軟件，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、模具等機(jī)械制造業(yè)，被世界上許多著名大公司所采用。它由鋼板沖壓焊接而成,主要有橋殼本體、半軸套管、后橋蓋總成、鋼板彈簧固定座總成、減振器下支架總成、后制動(dòng)底板固定法蘭、凸緣盤等。 本次設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋殼類型的選擇本次課題的研究對(duì)象是輕型汽車的后驅(qū)動(dòng)