本科毕业论文-某载货车驱动桥壳有限元分析

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1、毕业论文设计题目某载货车驱动桥壳的有限元分析学生姓名学号20101044专业班级车辆工程10-2班指导教师院系名称机械与汽车工程学院2014年6月3日目录摘要1Abstract21绪论21.1课题研究的背景和意义31.2桥壳有限元分析国内外研究现状41.2.1桥壳结构分析国内外研究现状41.2.2桥壳轻量化国内外研究现状51.3研究内容与技术路线62驱动桥壳的相关介绍及力学计算72.1驱动桥壳简介72.2驱动桥壳的受力计算82.2.1最大垂向力工况92.2.2最大牵引力工况102.2.3最大制动力工况

2、112.2.4最大侧向力工况112.3本章小结123驱动桥壳几何模型与有限元模型的建立133.1驱动桥壳几何模型的建立133.2有限元分析方法153.2.1有限元分析简介153.2.2有限元分析在汽车设计中的应用173.2.3ANSYS简介183.3ANSYS中建立桥壳的有限元模型194驱动桥壳的静力分析234.1几种典型工况下的静力分析234.1.1最大垂向力工况234.1.2最大牵引力工况244.1.3最大制动力工况254.1.4最大侧向力工况264.2本章小结275驱动桥壳的模态分析285.1A

3、NSYS模态分析285.2驱动桥壳的自由模态分析295.3驱动桥壳的约束模态分析315.4本章小结346驱动桥壳的轻量化设计346.1轻量化方案的确定356.2改进后模型的有限元分析356.2.1改进后桥壳的静力分析356.2.2改进后桥壳的模态分析366.3本章小结377总结与展望387.1本文的主要内容387.2后续研究展望38谢辞39[参考文献]40某载货车驱动桥壳有限元分析摘要：汽车驱动桥壳是汽车上的关键部件之一,不仅是承载件与传力件,同时也是主减速器、差速器及半轴等装置的外壳。汽车驱动桥壳必

4、须具有足够的强度、刚度、动态特性和疲劳寿命。本文以有限元静态分析、动态分析及机械结构优化设计理论为基础，以某载货车的驱动桥壳为研究对象，综合运用了CAD、CATIA等工程绘图软件和ANSYS等有限元分析软件，完成了从驱动桥壳三维建模，有限元分析到轻量化设计的整个过程。首先建立了驱动桥壳的三维简化模型和有限元模型。然后在最大垂向力工况、最大牵引力工况、最大制动力工况和最大侧向力工况等四种典型工况下对桥壳进行了静力分析,得到桥壳在四种典型工况下的应力分布和变形情况；对桥壳进行模态分析,得到桥壳在自由状态下

5、的前12阶固有频率和振型及在约束状态下的前6阶固有频率和振型；对驱动桥壳进行了优化设计，在保证桥壳强度和刚度合格的条件下减少了材料的用量。关键词：驱动桥壳；有限元；静力分析；动态分析；轻量化42FiniteElementAnalysisofVehicleDriveAxleShellAbstract:Automobiledriveaxleshellisoneofthekeycomponentsofthecar.Itnotonlyservesastheload-bearingandforce-transm

6、ittingpart,butalsothecrustofthemainreducer,differential,drivinghalfshaftandsomeotherdevices.Automobiledriveaxleshellmusthaveenoughstrength,stiffness,dynamiccharacteristicsandfatiguelife.BasedonthetheoriesofFEMstaticanalysis,modalanalysisandmechanicalstr

7、uctureoptimization,thisthesiscompletedthethewholeprocessfromthree-dimensionalmodeling,finiteelementanalysistothelightweightdesignofthedriveaxleshellbyusingCAD、CATIAandANSYS。Firstly，thesimplifiedthree-dimensionalmodelandfiniteelementmodelofthedriveaxlesh

8、ellwereconstructed.Thenthestressdistributionanddeformationinfourtypicalloadingcaseswereobtainedinthestaticanalysis,inwhichthedriveaxleshellworkedintheconditionsofthemaximumverticalforce,themaximumtractionforce,themaximumbrakingfo