某微型客车驱动桥壳静动态特性分析及疲劳预测.pdf

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1、某微型客车驱动桥壳静动态特性分析及疲劳预测TheStaticalandDynamicPerformanceAnalysisofMini-busDriveAxleHousingandIt’sFatigueLifePrediction姓江苏大学2014年06月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人

2、承担。学位论文作者签名：专眵冬．，洳，夸年g月f／日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密口。学位论文作者签名：右修杰伽。o年s真

3、

4、1日指导教师繇≥忪霞矽哗年6月I1日江苏大学专业学位硕士学位论文摘要驱动桥壳作为汽车的重要零部件之一，它不但承受来自地面的冲击载荷，还要承受车身和所载货物的作用力，桥壳的刚度和强度对于保证差速器和减速器正常工作具有重要意义。在实际汽车的行驶的过程中，驱动桥壳处于长期的动态随机载荷作用下，造成损伤的长期积累，导致驱动桥壳的疲劳失效，因此必须对驱动桥壳进行静动态刚度、强度分析和疲劳寿命分析。本文结合某车辆技术研发有限公司微型客车驱动桥壳的开发项目，通过CAE有限元仿真分析技术完成了对微型客车驱动桥壳的三维模型建立，结构静力学分析、多体动力学仿真分析、动态特性分析以及疲劳寿命分析，具体研究过程如下

5、所示：根据供应商提供的驱动桥壳的二维图纸，使用CATIA软件建立驱动桥壳的几何模型。利用Hype咖esh有限元分析前处理软件对驱动桥壳的几何模型进行几何清理，并且对驱动桥壳模型划分网格和建立有限元模型。使用有限元分析软件MSC．Nas咖对驱动桥壳进行四种典型工况下的静力学分析：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，从而得到驱动桥壳在四种典型工况下的应力云图和应变云图，结果显示驱动桥壳的最大应力和最大变形都发生在最大垂向力工况，其最大应力为233．1MPa，最大变形量为2．1mm，其强度和刚度都满足企业的设计要求。根据整车3D实体模型数据，运用ADAMS软件建立相应的整

6、车动力学仿真模型。使用MATLAB／SIMIⅡ．INK软件模块，基于白噪声数据源进行数值仿真，获得车速为17111／s、28IIl／s下的B级和D级四种不平路面激励曲线，然后导入到ADAMS中进行整车(满载)动力学仿真分析，得出整车在B级和D级不平路面行驶时桥壳主要受力点的载荷一时间历程曲线，为桥壳的动态特性分析和疲劳预测提供了动态载荷。在驱动桥壳进行模态分析的基础上完成了谐波响应分析和瞬态响应分析，确定了可能发生共振危险的频率为低频58Hz和高频227Hz左右。由于都大于不平路面激励所一起的振动频率范围0u50Hz，不会发生共振现象。瞬态响应分析结果显示桥壳最大动应力和最大位移发生在D级路面

7、以28“s速度行驶时，其最某微型客车驱动桥壳静动态特性分析及疲劳预测大应力为356MPa，小于材料的最大许用应力值390MPa，最大位移为5．64mm都符合设计要求，因此桥壳结构设计合理。根据驱动桥壳的四种工况的载荷一时间历程曲线，使用MSC．Fatigue软件对驱动桥壳进行疲劳寿命分析。分析结果表明B级路面两种工况桥壳寿命为93．7万次、75．9万次，寿命较长，安全系数高，但D级路面两种工况下的桥壳寿命为46．7万次和35．5万次，接近或低于国标40万次的规定，因此提出增加桥壳壁厚和增大桥壳凸缘段和半轴套管过渡区域的改进措施，减小应力集中的影响，提高桥壳的疲劳寿命。同时考虑该微型车的市场定位

8、，建议尽量避免车辆在D级或较差路面高速行驶。本文对该微型客车驱动桥壳进行多项性能分析，并根据分析结果针对性的提出了改进意见，为桥壳设计开发提供了参考依据。关键词：驱动桥壳，白噪声路谱，静态分析，动态分析，疲劳分析II江苏大学专业学位硕士学位论文ABSTRACTNow，moreandmoreattentionareputonmeproductfatigue1ifebym匈orcarcompanies