【正文】 的載荷；是側(cè)滑附著系數(shù)。我們分析側(cè)滑的臨界狀態(tài)，即汽車側(cè)向加速度超過(guò)一定限制時(shí)，此時(shí)汽車內(nèi)側(cè)車輪的垂直反力為零，從而引起側(cè)翻。當(dāng)它達(dá)到地面給輪胎的側(cè)向反作用力的最大值，即側(cè)向附著力時(shí)，汽車處于側(cè)滑的臨界狀態(tài)。最大驅(qū)動(dòng)力大小為： （）式中：（Nm）是發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；是變速器一檔的傳動(dòng)比；是驅(qū)動(dòng)橋的主減速比；是指?jìng)鲃?dòng)系的傳動(dòng)效率，在計(jì)算中無(wú)確切的傳動(dòng)效率數(shù)據(jù)時(shí)，可以忽略不計(jì)， [4]；（m）是驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)半徑。動(dòng)載荷大小為： （）2）最大驅(qū)動(dòng)力工況此工況為汽車滿載以最大牽引力作直線行駛時(shí)的工況，不考慮側(cè)向力。下面我們對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼的這幾種典型工況作詳細(xì)闡述[16]：1）沖擊載荷工況當(dāng)汽車高速通過(guò)不平路面時(shí)，橋殼除承受靜止?fàn)顟B(tài)下那部分載荷外，還承受附加的沖擊載荷。計(jì)算時(shí)，我們通常將橋殼復(fù)雜的受力狀況簡(jiǎn)化為三類典型工況：車輪承受最大鉛垂力（沖擊載荷工況）；車輪承受最大切向力（最大牽引力工況）；車輪承受最大側(cè)向力（滿載側(cè)滑臨界工況即側(cè)翻）。如果驅(qū)動(dòng)橋殼的剛度不足，就可能產(chǎn)生開裂的情況，影響整車的性能[15]。剛度分析是指構(gòu)件或者零部件在確定的外力作用下，不發(fā)生彈性形變或位移不超過(guò)允許的范圍，即構(gòu)件抵抗變形的能力。在體積強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度中，又可以各自分為靜強(qiáng)度和動(dòng)強(qiáng)度。前者是拉伸、壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)等涉及零件整個(gè)體積的強(qiáng)度。強(qiáng)度是指零件抵抗這類失效的能力。強(qiáng)度是機(jī)械零件正常工作必須滿足的最基本要求。 靜力分析概述靜力分析包括對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行分析這兩方面。過(guò)去我們國(guó)家主要是靠對(duì)橋殼樣品進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)和整車行駛試驗(yàn)來(lái)考核其強(qiáng)度和剛度，有時(shí)還采用在橋殼上貼應(yīng)變片的電測(cè)方法，使汽車在選定的典型路面上滿載行駛，以測(cè)定橋殼的應(yīng)力。驅(qū)動(dòng)橋殼幾何模型創(chuàng)建完畢，如圖 本章小結(jié)本章首先介紹了三維建模軟件UG，論述了驅(qū)動(dòng)橋殼幾何模型的簡(jiǎn)化處理，并詳細(xì)論述了運(yùn)用UG建立驅(qū)動(dòng)橋殼幾何模型的過(guò)程，為驅(qū)動(dòng)橋殼有限元分析做了準(zhǔn)備。再拉伸該圓，開始結(jié)束選擇貫通，布爾選擇求差。（10） 單擊抽殼命令，要沖裁的面選擇橋殼兩端面，厚度16mm。鏡像板簧座如圖 （9） 鏡像半軸套、直紋面等實(shí)體，形成完整驅(qū)動(dòng)橋殼實(shí)體。再拉伸，結(jié)束選項(xiàng)選擇對(duì)象為半軸套端面，如圖（8） 以板簧中心距平面為草圖平面，創(chuàng)建板簧座截面草圖，如圖。（5） 選擇 插入—網(wǎng)格曲面—直紋面 命令，選擇相應(yīng)曲線，對(duì)齊方式為根據(jù)點(diǎn)，在圓柱與橋殼實(shí)體間創(chuàng)建實(shí)體，如圖（6） 單擊草圖命令，選擇輪距平面，創(chuàng)建Φ=120 mm圓，再拉伸，抽殼，創(chuàng)建一側(cè)半軸套，如圖。選擇邊倒圓命令，將圖所示邊倒圓，半徑20，如圖 （4） 以所繪實(shí)體一端面為平面，單擊草圖命令，繪Φ=160mm的圓，如圖。輪距1830mm,板簧中心距1040mm，故創(chuàng)建一側(cè)輪胎及板簧中心平面，如圖 （2） 單擊 草圖 ，選擇xoy平面為基準(zhǔn)平面，用圓、直線、圓角、快速修剪等命令繪制草圖，加尺寸約束，如圖。 橋殼幾何模型建模過(guò)程。建立驅(qū)動(dòng)橋殼的幾何模型時(shí)，根據(jù)驅(qū)動(dòng)橋殼的結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)，在保持其力學(xué)性能不變的條件下，對(duì)橋殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)化：（1）將橋殼結(jié)構(gòu)中的圓角簡(jiǎn)化成直角，既有利于簡(jiǎn)化建模，也有利于有限元模型建立過(guò)程中提取中截面，便于采用板殼單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分；（2）忽略掉加油口、放油口、固定油管和導(dǎo)線的金屬卡、橋殼中部的開口槽、板簧座處的中心孔等幾何特征[1617]；（3）假設(shè)半軸套管和驅(qū)動(dòng)橋殼是一體的，不是裝配的；（4）簡(jiǎn)化了受力小而又引起截面突變的部分，如忽略了半軸套管的臺(tái)階，將半軸套管視為等直徑的套管，忽略掉橋殼兩端軸承座處的臺(tái)階；（5）將一些不等厚的結(jié)構(gòu)假設(shè)成等厚度的。其中全集成包括數(shù)據(jù)與系統(tǒng)集成、功能集成、過(guò)程集成、信息集成、企業(yè)集成；全相關(guān)是指不僅能在產(chǎn)品內(nèi)部保持尺寸大小的相關(guān)性，而且還具有結(jié)構(gòu)形狀的相關(guān)，即幾何相關(guān)，更要具有過(guò)程相關(guān)；快速反應(yīng)機(jī)制的具體方面有兩個(gè)：逆向工程（RP）技術(shù)與快速成型（RP）技術(shù)，前者是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行空間三維測(cè)量以獲得海量數(shù)據(jù)并建立測(cè)量對(duì)象的數(shù)字模型；后者是利用數(shù)字模型快速建立對(duì)象的物理實(shí)體，用于評(píng)估、分析和作為模芯等。除上述之外，UG也很容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新與開發(fā)。CAE（Computer Aided Engineering，計(jì)算機(jī)輔助工程分析）也是以計(jì)算機(jī)為輔助工具，完成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析、模態(tài)分析、運(yùn)動(dòng)仿真等工作，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)進(jìn)行初步的評(píng)定和檢查。 UG軟件介紹UG軟件是當(dāng)前世界上最先進(jìn)和緊密集成的、面向制造業(yè)的CAX（即CAD、CAE、CAM等的總稱）高端軟件。第二章 驅(qū)動(dòng)橋殼幾何模型的建立 建立幾何模型是進(jìn)行有限元分析工作的第一步，幾何模型既可以由 CAD軟件建立，也可以由有限元前后處理軟件直接建立。（4）對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼進(jìn)行靜態(tài)分析和模態(tài)分析，分析所得到的結(jié)果，通過(guò)對(duì)比驗(yàn)證建立的有限元模型的合理性，得出具有工程參考價(jià)值的結(jié)論，總結(jié)使用 ansys分析計(jì)算時(shí)容易出現(xiàn)的問題及相關(guān)的解決辦法。（2）使用 ANSYS 軟件對(duì)在 3 種典型工況下的橋殼進(jìn)行靜態(tài)分析，得到橋殼的應(yīng)力和位移分布規(guī)律。本課題用有限元法分析驅(qū)動(dòng)橋殼，為以后驅(qū)動(dòng)橋殼減重、優(yōu)化等奠定一定基礎(chǔ)。 研究意義及主要內(nèi)容在橋殼的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，往往采用類比方法，對(duì)已有產(chǎn)品加以改進(jìn)，然后進(jìn)行試驗(yàn)、試生產(chǎn)。ANSYS提供了與多數(shù)CAD軟件及有限元軟件的接口程序，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和交換，如Pro/E、UG、CATIA、NASTRAN、AutoCAD、IDEAS等；8）良好的用戶開發(fā)環(huán)境。利用ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)功能，用戶可以確定最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案；用ANSYS的拓?fù)鋬?yōu)化功能，用戶可以對(duì)模型進(jìn)行外型優(yōu)化，尋求物體對(duì)材料的最佳利用；6）可實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)耦合功能。ANSYS具有強(qiáng)大的非線性分析功能，可進(jìn)行幾何非線性、材料非線性及狀態(tài)非線性分析；4）智能網(wǎng)格劃分。ANSYS使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)模型數(shù)據(jù)及求解結(jié)果，實(shí)現(xiàn)前后處理、分析求解及多場(chǎng)分析的數(shù)據(jù)統(tǒng)一；2）強(qiáng)大的求解功能。模型數(shù)據(jù)通過(guò)前處理器寫入數(shù)據(jù)庫(kù)；載荷和求解結(jié)果通過(guò)求解器寫入數(shù)據(jù)庫(kù)；后處理結(jié)果通過(guò)后處理器寫入數(shù)據(jù)庫(kù)，如果需要，可為其他處理器所用。4）優(yōu)化模塊ANSYS的優(yōu)化設(shè)計(jì)允許優(yōu)化任何合理參數(shù)，包括形狀、應(yīng)力、自然頻率、溫度、磁勢(shì)等，可應(yīng)用于任何類型的分析（結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁），并且是唯一能夠?qū)崿F(xiàn)電磁場(chǎng)、流場(chǎng)以及耦合場(chǎng)優(yōu)化的有限元分析。3）ANSYS與CAD及CAE軟件的接口ANSYS可提供于大多數(shù)的CAD軟件的接口，例如Pro/E、UG、CATIA、IDEAS、SolidWorks等，可直接讀取這些CAD文件的圖形或圖形轉(zhuǎn)換文件。電磁場(chǎng)分析包括靜態(tài)電磁場(chǎng)，低頻時(shí)變電磁場(chǎng)和高頻時(shí)變電磁場(chǎng)分析。非線性分析包括材料非線性分析、幾何非線性分析和狀態(tài)非線性分析。其功能包括：結(jié)果的彩色云圖，等值線圖，梯度，矢量，粒子流，切片，透明現(xiàn)實(shí)，變形及動(dòng)畫顯示，BMP、PS、TIFF、IIPGL、WMF等格式圖片的輸出與交換；計(jì)算結(jié)果的排序、檢索、列表及數(shù)字運(yùn)算；其他功能還包括優(yōu)化功能、子結(jié)構(gòu)、子模型等。ANSYS的主要模塊及功能1）ANSYS的處理器ANSYS按功能可分為若干處理器：包括1個(gè)前處理器、N個(gè)求解器、2個(gè)后處理器，幾個(gè)輔助處理器如優(yōu)化處理器等。通過(guò)GUI可以方便地交互訪問程序的各種功能、命令、用戶手冊(cè)和參考資料。ANSYS程序不但功能強(qiáng)大，應(yīng)用范圍很廣，而且其直觀形象化的圖形用戶界面（GUI）及優(yōu)秀的程序構(gòu)架使其易學(xué)易用。有限元軟件現(xiàn)已成為使用有限元方法解決各種工程問題的關(guān)鍵，它使有限元方法轉(zhuǎn)化為直接推動(dòng)科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的生產(chǎn)力，使之發(fā)揮巨大的科技和經(jīng)濟(jì)效益。這個(gè)就是有限法的大體解決思路。設(shè)離散結(jié)構(gòu)有n個(gè)結(jié)點(diǎn)，其中任意結(jié)點(diǎn)的位移可表示為，這些結(jié)點(diǎn)位移按結(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)從小到大的順序排列，得結(jié)構(gòu)的整體位移向量： ()而只有通過(guò)結(jié)構(gòu)的整體分析，建立以為基本未知量的平衡方程組，進(jìn)行求解后才能求出。 ()式中：為彈性矩陣 ()式中：E為材料的彈性模量，為材料的泊松比。它們之間的關(guān)系如下： ()若已知，我們還可以求得單元應(yīng)變向量和單元應(yīng)力向量： ()其中為幾何矩陣。有限元法是利用分割近似的原理，把連續(xù)結(jié)構(gòu)分離成有限各子結(jié)構(gòu)，再在子結(jié)構(gòu)上尋找滿足一定要求的近似解。20世紀(jì)50年代，工程師首先對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元分析，從此，有限元法進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用階段。20世紀(jì)中期開始，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)和迅速發(fā)展為人們提供了巨大的數(shù)值計(jì)算能力。 有限元法及其理論在19世紀(jì)，有限元方法的思想已經(jīng)作為一種數(shù)值求解的方法被提出來(lái)了，然而求解需要的巨大工作量，超出了當(dāng)時(shí)人們的能力。4）虛擬仿真虛擬現(xiàn)實(shí)是計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)中的重要課題，繼多