基于参数化设计的驱动桥壳有限元分析系统设计

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1、基于参数化设计的驱动桥壳有限元分析系统设计一、前言　　驱动桥壳是安装主减速器、差速器、半轴、轮毂和悬架的基础件，主要作用是支承并保护主减速器、差速器和半轴等零部件。它和从动桥一起承受汽车质量，使左、右驱动车轮的轴相对位置固定，汽车行驶时，承受驱动轮传来的各种反力、作用力和力矩，并通过悬架传给车架。桥壳可被视为一空心横梁，两端经轮毂轴承支承于车轮上，在钢板弹簧座处桥壳承受汽车弹簧上的载荷，而沿左右轮胎的中心线，地面给轮胎以反力(双轮胎时则沿双胎中心)，桥壳则承受此力与车轮重力之差值。由于其形状复杂、应力计算困

2、难，又要求具有足够的强度和刚度，传统设计方法不免有很多局限性。本文以某系列整体式桥壳为例，利用软件的二次开发功能便捷实现桥壳在某特定工况下的设计与分析。　　二、桥壳参数化的基本内容　　1.设计目标　　以冲击载荷工况为例，由于桥壳在承受最大铅垂力时，危险断面出现在钢板弹簧座附近，因此以桥壳的轮距(方断面长、圆断面长)和断面(高度、厚度)为参数化设计目标。此时的弯曲应力为(1)　　式中，G是汽车满载静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷;B是驱动车轮轮距;s是驱动桥壳上两钢板弹簧座中心间的距离;kd是动载荷系数，对

3、载货汽车取2.5;Wv是桥壳在危险断面处的垂向弯曲截面系数，如表所示。表钢板弹簧座附近的断面形状及截面系数　　2.参数化的基本方法　　桥壳参数化采用的是建立零件的参数化数字模型，通过修改关键尺寸参数的方法实现新零件模型建立和设计。首先在Pro/ENGINEER中建立驱动桥壳三维模型(如图1所示)，提取钢板弹簧座附近方形断面和圆形断面的尺寸变量，利用VisualBasic语言将用户输入的界面信息传递给相应的变量，然后驱动再生进程，进行修改设计。图2为VisualBasic设计的桥壳参数化界面。　　三、参数化的

4、程序实现方法　　1.软件支持和设计思想　　AutomationGatewayforPro/ENGINEERWildfire是基于Microsoft的　　ActiveX技术开发而成的，它允许Pro/ENGINEER直接集成任何支持ActiveX的应用软件。AutomationGateway允许开发者使用多种编程语言进行开发工作。　　设计思想：在VisualBasic中建立主窗体、桥壳窗体和桥壳类，桥壳窗体用来操作参数化界面，桥壳类用来修改界面传递的关键尺寸，主窗体用来联系桥壳与其他零件。在VisualBasi

5、c中引用GWAXRandAutomationGateway项，在桥壳类中声明对象PublicrgatewayAsNewGwayAX，就可以通过对象Grateway操作Pro/ENGINEER变量。考虑到可扩展性，因此为每个零件单独建类，方便数据管理，同时窗体和类一一对应，完成窗体变量到类变量的实时数据传递。　　2.参数化流程和方法　　以图2所示的设计界面中“修改圆形断面后的轮距”项为例，输入修改参数的数值为1870，点击“确定并关闭”按钮后，程序将按照如图3所示的流程完成设计任务。　　应用ModelRetr

6、ieve()和SessionSetCurrentModel()函数调出需要修改的零件样本，提取该零件要修改尺寸对应的变量，ParamSetValue()函数给这些变量赋值，关联参数调整计算结束后，通过ParamSetValue()完成数据的更新，并通过ModelRegenerate()更新模型、再生零件，可完成新零件的设计。　　修改后的桥壳需进行干涉检验，首先将桥壳自动装配到总成中，再检验装配体干涉情况。自动装配的实现参考代码为：　　lGwErr=rgateway1.ModelRetrieve("csban

7、.asm")　　lGwErr=rgateway1.SessionSetCurrentModel("csban.asm")　　lGwErr=rgateway1.　　ModelRetrieve("qiaoke.prt")　　lGwErr=rgateway1.AsmAddConstraint(lID(1),ALGN,"qiaoke.prt","FRONT","csban.asm/dongban.prt","FRONT",0)　　lGwErr=rgateway1.AsmAdd　　Constraint(lID(2),

8、ALGN,"qiaoke.　　prt","TOP","csban.asm/dongban.prt",　　"TOP",0)　　lGwErr=rgateway1.AsmAddComponent(lID(4),"csban.asm","qiaoke.prt")　　调用AsmAddConstraint()函数给要装配的零件施加约束，再采用AsmAddComponent()组装，即可完成装配。干涉检验：利用程序向Pro/E