重型汽車驅(qū)動(dòng)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(gè)熱門的研究課題，輕量化的意義關(guān)系到汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性、汽車行駛過程中燃料的燃燒所排放的二氧化碳對(duì)全球溫室效應(yīng)的影響以及與汽車重量密切相關(guān)的制動(dòng)安全性。目前汽車輕量化研究的主要零部件有發(fā)動(dòng)機(jī)、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(qū)動(dòng)橋殼是其主要承載件，因此在對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì)時(shí)通常設(shè)計(jì)過余，造成其性能過剩，從而導(dǎo)致其重量增加，嚴(yán)重降低了汽車的經(jīng)濟(jì)性。針對(duì)這一現(xiàn)狀，本文依托重慶市科委“121”項(xiàng)目，基

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

3、rkbench中針對(duì)各個(gè)典型工況分別建立相應(yīng)的分析項(xiàng)目、施加相應(yīng)載荷和約束進(jìn)行分析計(jì)算。同時(shí)建立修正的S-N曲線分析橋殼的疲勞特性，參考驅(qū)動(dòng)橋殼臺(tái)架試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)仿真計(jì)算結(jié)果。然后分析了驅(qū)動(dòng)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(dòng)的響應(yīng)，根據(jù)一階彎曲和一階扭轉(zhuǎn)共振頻率驗(yàn)證了其在工作環(huán)境中不會(huì)發(fā)生共振。其次介紹了驅(qū)動(dòng)橋殼的V法鑄造新工藝的應(yīng)用并檢測驗(yàn)證了其生產(chǎn)樣品的力學(xué)性能。接著基于Creo/ANSYSWorkbench聯(lián)合仿真

4、平臺(tái)和驅(qū)動(dòng)橋殼的參數(shù)化模型，以驅(qū)動(dòng)橋殼質(zhì)量、最大等效應(yīng)力為目標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，研究分析四個(gè)參數(shù)變量的響應(yīng)曲線，在保證驅(qū)動(dòng)橋殼力學(xué)特性的前提下實(shí)現(xiàn)了橋殼減重19.6％。最后應(yīng)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(shí)的沖擊載荷值，得出該工況下經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)保守性，證明驅(qū)動(dòng)橋殼還存在進(jìn)一步輕量化的空間。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn)是建立了參數(shù)化幾何模型以及C