重型汽車驅動橋殼聯(lián)合仿真及輕量化研究.pdf

1、汽車輕量化長期以來都是一個熱門的研究課題，輕量化的意義關系到汽車的燃油經(jīng)濟性、汽車行駛過程中燃料的燃燒所排放的二氧化碳對全球溫室效應的影響以及與汽車重量密切相關的制動安全性。目前汽車輕量化研究的主要零部件有發(fā)動機、白車身、貨車貨箱等。重型汽車承載量大，工作環(huán)境惡劣，而驅動橋殼是其主要承載件，因此在對驅動橋殼的設計時通常設計過余，造成其性能過剩，從而導致其重量增加，嚴重降低了汽車的經(jīng)濟性。針對這一現(xiàn)狀，本文依托重慶市科委“121”項目，基

2、于CAD/CAE一體化技術搭建聯(lián)合仿真分析平臺實現(xiàn)了驅動橋殼的輕量化。
　　本文首先根據(jù)驅動橋殼的CAD圖紙利用Creo軟件建立三維實體模型，并做出合理特征簡化以減少計算量并保證較高的計算精度。以驅動橋殼本體和鋼板彈簧座兩處的四個尺寸作為參數(shù)變量，建立相應的參數(shù)關系實現(xiàn)幾何模型的參數(shù)化?；谲浖慕涌诩夹g，將ANSYS Workbench嵌入到Creo中，實現(xiàn)了CAD和CAE的聯(lián)合仿真。分析四個典型工況下驅動橋殼的受力情況，在Wo

3、rkbench中針對各個典型工況分別建立相應的分析項目、施加相應載荷和約束進行分析計算。同時建立修正的S-N曲線分析橋殼的疲勞特性，參考驅動橋殼臺架試驗標準來評價仿真計算結果。然后分析了驅動橋殼的前八階模態(tài)振型和共振頻率，以及其簡諧受迫振動的響應，根據(jù)一階彎曲和一階扭轉共振頻率驗證了其在工作環(huán)境中不會發(fā)生共振。其次介紹了驅動橋殼的V法鑄造新工藝的應用并檢測驗證了其生產樣品的力學性能。接著基于Creo/ANSYSWorkbench聯(lián)合仿真

4、平臺和驅動橋殼的參數(shù)化模型，以驅動橋殼質量、最大等效應力為目標進行目標驅動優(yōu)化設計，研究分析四個參數(shù)變量的響應曲線，在保證驅動橋殼力學特性的前提下實現(xiàn)了橋殼減重19.6％。最后應用Trucksim軟件建立整車模型和不平路面的道路模型來獲取汽車在不平路面行駛時的沖擊載荷值，得出該工況下經(jīng)驗設計中沖擊載荷值為2.5倍靜態(tài)載荷的規(guī)定存在一定的設計保守性，證明驅動橋殼還存在進一步輕量化的空間。
　　本文的創(chuàng)新點是建立了參數(shù)化幾何模型以及C