汽车后桥壳的逆向建模及有限元分析

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1、第42卷第1期拖拉机与农用运输车Vol．42No．12015年2月Tractor＆FarmTransporterFeb．，2015汽车后桥壳的逆向建模及有限元分析1112张海波，张瑞军，刘涵语，高燕刚(1．东北电力大学机械工程学院，吉林吉林132012;2．吉林市恒达金型机械制造有限公司，吉林吉林132012)摘要:汽车后桥壳是支撑并保护主减速器、差速器和半轴的壳体零件，是汽车上主要承载构件之一。针对后桥壳的特殊性及结构特点，首先应用逆向工程技术对其进行逆向建模，然后对逆向建模后的汽车后桥壳进行偏差分析，获得

2、了满足精度要求的后桥壳三维模型。同时为了确保逆向建模后的后桥壳能够满足强度、刚度和疲劳寿命要求，应用ANSYS分析软件对后桥壳进行了应力、变形和疲劳寿命分析。关键词:有限元分析;汽车后桥壳;逆向工程;ANSYS中图分类号:U463．218+．5文献标志码:B文章编号:1006－0006(2015)01－0010－03ＲeverseModelingandFiniteElementAnalysisofAutomobileＲearAxleHousing1112ZHANGHaibo，ZHANGＲuijun，LIUHa

3、nyu，GAOYangang(1．CollegeofMechanicEngineering，NortheastDianliUniversity，Jilin132012，China;2．JilinHengdaMetalMachineryManufacturingCo．，Ltd．，Jilin132012，China)Abstract:Firstofall，thereverseengineeringtechnologyisappliedtobuildreversemodelinginthelightofthepar

4、ticularityandstructurecharacteristicsofarearaxlecasing．Then，deviationanalysisiscarriedoutonthereversemodelingofautomobilerearaxlecasing，andtheprecisionrequirementofrearaxlecasing3dmodelisgotten．Atthesametime，thestress，deformationandfatiguelifeoftherearaxlec

5、asingareanalyzedbyusingANSYSsoftwaretoensurethatthereversemodelingofrearaxlecasingcansatisfytheintensity，rigidityandfatigueliferequirements．Keywords:Finiteelementanalysis;Automobilerearaxlehousing;Ｒeverseengineering;ANSYS随着汽车工业技术的发展，对汽车零部件的性测量能够快速地扫描整个零件，细节

6、分辨率高，测量能要求越来越高，汽车后桥壳的作用是使左右驱动面积大。由于汽车桥壳的精度要求很高，我们采用车轮的轴向位置相对固定。汽车后桥壳是支撑汽车非接触式－光栅投影测量。通过光栅投影扫描设备载重并将载荷传递给车轮的重要壳体零件，其质量ATOSⅠ测量的汽车后桥壳点云数据如图1所示。［1］的好坏对汽车的安全性至关重要。本研究中的汽车后桥壳是某农用车后桥壳，没有具体的尺寸参数，且其数学模型的建立也非常困难。因此采用逆向工程技术对汽车后桥壳进行三维模型重建。在实际工作状况下，汽车后桥壳经常会受到由车轮传来的路面反作用

7、力和力矩，随着受力次数的图1汽车后桥壳的点云数据Fig．1PointCloudDataofAutomobileＲearAxleCasing增加，汽车后桥壳的刚度和强度逐渐地降低，而刚1．2汽车后桥壳点云数据的处理度和强度影响着汽车后桥壳乃至整车的可靠［6－7］［2－4］数据处理是逆向工程建模中的关键环节，性。因此，汽车后桥壳的刚度和强度是设计中数据处理的好坏将直接影响到后期模型重构的质必须要考虑的重要因素。量。在对汽车后桥壳进行扫描时有大量的噪音点，1后桥壳点云处理及三维模型的建立而噪音点对重建工作有很大的影

8、响。且本研究扫描1．1汽车后桥壳点云数据的采集的汽车后桥壳点云数据密度过大，增加建模的难度，［5］点云数据的采集分为接触式和非接触式。接因此必须对点云数据进行简化，汽车后桥壳的点云触式测量自由曲面时的速度慢，时间长;而非接触式处理具体过程如图2所示。收稿日期:2014－05－29·10·张海波等:汽车后桥壳的逆向建模及有限元分析为16Mn，属于低合金钢。该材料的弹性模量为E=102．08×10Pa，