【正文】 ”在短短的幾個月的畢業(yè)設計，我深深的受到了我校老師無微不至的關愛，讓我有點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到了不少的知識，同時郭鵬老師淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、敏銳的科學洞察力、高尚的道德情操、實事求是的學術作風以及為人師表的風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。本次設計對輕型汽車驅動橋殼及部分主減速器、差速器做了三維建模，并利用UG ，并進行了模態(tài)分析和參數(shù)化結構優(yōu)化，最后得出了不同厚度下驅動橋殼的各階固有頻率，選出了最優(yōu)的驅動橋殼厚度。使用有限元法對驅動前橋殼進行強度分析，只要計算模型簡化得當，受力約束處理合理，就可以得到比較詳細的應力與變形的分布情況，這些都是上述傳統(tǒng)計算方法所難以辦到的。結 論由于傳統(tǒng)方法計算方法的局限性，傳統(tǒng)橋殼強度的傳統(tǒng)計算方法，只能算出某一斷面的應力平均值，而不能完全反映前橋殼上應力及其分布的真實情況。經(jīng)過迭代計算，得到一個最優(yōu)點，即在接近7mm殼厚時，驅動橋殼也滿足強度和剛度要求。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 驅動橋殼的優(yōu)化設計以重量最小化為定義目標，定義約束為許可應力。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構強度要求的。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 滿載荷條件下的應力云圖其結果如下：,最大應力出現(xiàn)在半軸套管約束處，,符合國家相關規(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。 結構靜力學分析 計算橋殼的垂直彎曲剛度和強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)國內外經(jīng)驗?！　∵M行分析、評估和校核的項目：　 (1)后橋殼垂直彎曲強度和剛度計算；　 (2)后橋總成模態(tài)分析，計算后橋殼總成的固有頻率及振型。如圖56：圖56 填充材料 橋殼結構有限元分析 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，如果設計不當會造成嚴重的后果。如下圖： 圖54 3D網(wǎng)格劃分圖55 驅動橋殼網(wǎng)格模型。如圖5－3所示：　圖53 理想化模型。因此，對三維模型去掉那些對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）應用一材料到網(wǎng)格。（6）檢查網(wǎng)格質量。首先利用系統(tǒng)默認自動地網(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節(jié)，如孔或圓角，分隔幾何體準備實體網(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）啟動高級仿真應用。通過模型準備后簡化模型，可以有助于網(wǎng)格劃分，提高分析精度，縮短求解時間。如去掉不影響分析的特征、商標等；；；、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果，使用戶能簡便提取信息，了解計算結果。由于大多數(shù)實際問題難以得到準確解，而有限元不僅計算精度高，而且能適應各種復雜形狀，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，對每一單元假定一個合適的 (較簡單的）近似解，然后推導求解這個域總的滿足條件(如結構的平衡條件），從而得到問題的解。由于有限元法特別適合于計算機程序編寫，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研制的SAP軟件、麻省理工學院研制的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。  本次設計建立的驅動橋殼模型如下：圖48 汽車驅動橋殼三維圖1圖49 汽車驅動橋殼三維圖25 基于UG/NX 的汽車驅動橋殼模態(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)值計算方法，它的產生和發(fā)展卻是首先在工程應用中取得突破。同時，通過設計時設定的關聯(lián)參數(shù)，實現(xiàn)相關部件的關聯(lián)改變，可以有效地減少設計改變的時間及成本，并維護設計的完整性。同時,通過設計時設定的關聯(lián)參數(shù),實現(xiàn)相關部件的關聯(lián)改變,可以有效地減少設計改變的時間及成本,并維護設計的完整性。因為參數(shù)化模型的部件三維模型中的建模細節(jié)(如螺栓孔、焊縫等)將影響整個結構的網(wǎng)格分布,增加網(wǎng)格的數(shù)量會導致模型過于復雜。 驅動橋殼實體模型的建立 橋殼實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、后制動底板固定法蘭等組成。例如，DXF轉換器提供了在UG與AutoCAD之間進行數(shù)據(jù)交換的優(yōu)良接口；Parasolid格式對于實體建模以及不同的CADICAE/CAM軟件之間交換數(shù)據(jù)具有很高的準確性和可靠性[7]。UG常用的輸入輸出格式有:Part(零件)、CGM(計算機中繼文件)、DXF(線結構)、IGES(面結構)、Parasolid(實體結構)等。（4）有限元分析模塊(GFEM FEA )UG的有限元分析模塊，提供采用自動優(yōu)化帶寬的輪廓分塊解決公式，對線性靜力、振動模態(tài)和穩(wěn)態(tài)熱傳導等工程問題的有限元分析，設計師可以用任意方法進行評估，從而及早地發(fā)現(xiàn)設計缺陷并加以排除。UG的Assembly Modeling模塊，采用并行工程技術提供一個有效的面向設計群體的裝配環(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反映到相應的裝配部件中，這樣就允許設計人員的工作與整個產品的進程相關聯(lián)，因此保證了模型數(shù)據(jù)的集成性，避免了設計工作的重復。它把多個通過Modeling建立的模型零件，依照Mating配對、Align對齊和Orient方位等關系組裝在一起，實現(xiàn)其空間位置的安排。如果模型建立不正確，會影響后面所有的各項工作。 UG軟件的主要功能模塊（1）實體造型模塊（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“復合式建模工具” ，在設計過程中，只要靈活運用各種建模方法，結合拉伸(Extruded body )、旋轉(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算:差、并、交等，基本上就可以完成各種復雜曲面和實體的造型，而且造型準確、精度高。它還可以對機構進行運動學分析，計算其受力特性、運動特性以及軌道跟蹤等。通過以上模塊分別可以實現(xiàn)產品的三維造型、裝配、二維工程圖的繪制、零部件強度的分析、各機構的動畫仿真以及產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、機構動態(tài)仿真及計算機輔助制造于一體的大型高級軟件，廣泛應用于飛機、汽車、模具等機械制造業(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、后制動底板固定法蘭、凸緣盤等。 本次設計驅動橋殼類型的選擇本次課題的研究對象是輕型汽車的后驅動