基于AWB的驱动桥疲劳强度及寿命有限元分析.pdf

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1、机械设计与制造第11期186MachineryDesign&Manufacture2011年11月文章编号：1001—3997(2011)11-0186—02基于AWB的驱动桥疲劳强度及寿命有限元分析冰李红艳柴山刚宪约(山东理工大学交通与车辆工程学院，淄博255091)FiniteelementanalysisonfatiguestrengthandlifeofdrivingaxlebasedonAWBLIHong-yan，CHAIShan，GANGXian-yue(DepartmentofTranspo

2、rtEngineering，ShandongUniversityofTechnoLogy，Zibo255091，China)【摘要】针对某型号整体式铸造驱动桥，在ANSYSWORKBENCH中建立起桥壳的有限元模型。最大垂直载荷作用下驱动桥的刚一强度分析结果表明，该驱动桥的刚度满足国家标准要求，圆弧过渡区及阶梯轴直径过渡区域应力较大，最大等效应力没有超过材料的屈服极限，桥壳不会出现断裂和塑性变形。驱动桥的疲劳寿命分析发现，该桥壳的疲劳寿命偏安全。关键词：AWB；驱动桥；强度；寿命【Abstract】Afi

3、niteelementmodelforaxlec6lseisbuiltinANSYSWORKBENCHspecifctothein-tegraldrivingaxle．Theanalysisonstiffnessandstrengthofthedrivingaxleundermaximumverticalloadin—dicatethatthestiffnesscansatisfythenationalstandards；Andmaximumstressconcentrationmainlyappeara

4、tboththearcandsteppedshafttransitionzonewherethemax．equivalentstressdoesnotexceedmaterialyieldlimit，thereforefractureandplasticdeformationmaynothappen．TheZifeanalysisindicatesthatthefa-tigueZifeofthedrivingaxleisrelatively5ty．Keywords：AWB；Drivingaxle；Stre

5、ngth；Life中图分类号：TH16，U46文献标识码：A无缝导入到AWBr~，这里将桥壳、后盖以及两端的支撑块分别当1引言成独立的部件，从而建立起整体驱动桥几何模型。车辆传动系的可靠性是车辆保证动力性和行驶性以及燃油经济性的关键部分。在车辆传动装置中最为重要、工作条件最为恶劣的部分是驱动桥，汽车在行驶过程中还承受由车轮传来的路面作用，作用在车轮上的牵引力、制动力等都通过桥壳由悬架传递给车架和车厢。因此驱动桥壳既是承载部件又是力传递部件，其强度和寿命对于整车的性能至关重要。图1驱动桥有限元模型驱动桥在实

6、际行驶过程中，桥壳因长期受到交变载荷的作在AWB中对驱动桥进行划分网格，单元类型采用带中间节用，容易发生疲劳破坏，而疲劳破坏往往是在没有明显预兆的情点的单元类型，桥壳和支撑块均按六面体进行划分，后盖用退化况下突然发生，从而造成严重事故，故对桥壳进行疲劳强度和寿的四面体进行划分。桥壳和后盖之间以及桥壳和两端支撑块均按命分析是非常必要的。有限元方法作为处理各种复杂工程问题的接触关系处理。为得到理想的有限元模型，对于建模过程中出现重要分析手段，已经成为替代大量实物试验的虚拟实验，并得到的小面采用虚拓扑技术处理，

7、最终得到驱动桥有限元模型如图1较多的_T程应用j。从中重型商用汽车驱动桥壳的发展现状及趋所示。势看[41，重型车方面铸造桥壳有很大优势，问题在于掌握重型车桥3最大垂直载荷工况分析壳的分析和设计能力。这里对某型号整体式铸造驱动桥桥壳为桥壳在垂直载荷工况下相当于一个空心的简支梁，两端通例，基于ANSYSWORKBENCH(简称AWB)对其疲劳强度和寿过半轴套管轴承支撑于车轮上，半轴套管的支撑点位于车轮的中命进行有限元分析。心线上。对两端支撑块的弧面限制其径向位移，同时限制整体的2模型建立刚体位移，其中两弧面曲

8、率中心之间距离正好与轮距一致。桥壳该驱动桥为整体式铸造驱动桥，首先在UG中建立其三维在弹簧座处承受簧上载荷作用，该载荷均匀作用在两弹簧座上，几何模型。在对该驱动桥壳建立三维几何模型时，尽可能保留部满载情况下最大承载质量为20t，这里取2．5倍满载轴荷进行计件的原结构形状，忽略钢板弹簧支座、减振器支架等部件，及各处算。驱动桥材料为QT450-10~，其弹性模量E取169GPa，泊松比的螺纹孔和一些较小倒角。为更好地模拟台架试验，