某微型车驱动桥桥壳有限元分析及优化

论文摘要

驱动桥是汽车的重要组成部分,支撑着整个汽车的荷重,还要承受车架以及路面传递的各种力及力矩,因此驱动桥桥壳必须具有足够的强度、刚度、动态特性和使用寿命。而后桥形状复杂,传统的设计方法又存在费时费力,不经济,可靠比较等明显的缺陷,显然难以满足现代汽车设计的要求。计算机的出现以及有限元技术的飞速发展为汽车后桥的结构性能的分析带来了新的革命。本文首先利用三维建模软件Solidworks建立了微型车驱动桥桥壳的三维几何模型,并将其导入到Patran中,利用壳单元和体单元划分网格,并施加合适的载荷和约束,最终建立了桥壳的有限元模型。其次,利用Nastran分析了桥壳在各种典型工况下强度和刚度,并借助MSC.Fatigue疲劳分析软件预测了后桥的疲劳寿命。最后论文在前面的结构分析和疲劳分析的基础上,提出了对驱动桥桥壳的改进方案,并对改进后的方案重新进行相应的有限元分析,结果证明改进方案的合理可行性及有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的意义和目的
• 1.1.1 选题的意义
• 1.1.2 选题的目的
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 结构分析现状
• 1.2.2 疲劳寿命预测现状
• 1.3 有限元方法在汽车工业中的应用
• 1.4 课题的来源和主要研究内容
• 1.4.1 选题的来源
• 1.4.2 课题研究内容
• 第2章 驱动桥桥壳几何模型的建立与相关台架试验
• 2.1 驱动桥简介
• 2.1.1 驱动桥概述
• 2.1.2 驱动桥桥壳的结构形式及设计要求
• 2.2 驱动桥桥壳结构几何模型的建立
• 2.2.1 solidworks建模的技巧与桥壳模型的简化
• 2.2.2 几何模型的建立过程
• 2.3 驱动桥桥壳台架试验
• 2.3.1 桥壳垂直弯曲刚度和静强度试验
• 2.3.2 驱动桥桥壳垂直弯曲疲劳试验
• 2.4 本章小结
• 第3章 驱动桥桥壳有限元模型的建立与静力分析
• 3.1 有限元基本思想及有限元软件简介
• 3.1.1 有限元基本思想概述
• 3.1.2 Patran简介
• 3.1.3 Nastran介绍
• 3.2 桥壳结构有限元模型的建立
• 3.2.1 有限元网格划分的基本原则和质量评估
• 3.2.2 单元类型的选择和模型的建立
• 3.2.3 桥壳材料属性的定义
• 3.3 桥壳在各种典型工况下的静力分析
• 3.3.1 最大垂直力工况
• 3.3.2 最大牵引力工况
• 3.3.3 最大制动力工况
• 3.3.4 最大侧向力工况
• 3.3.5 有限元分析结果有效性验证
• 3.4 本章小结
• 第4章 驱动桥桥壳疲劳寿命预测
• 4.1 疲劳分析理论基础
• 4.1.1 疲劳的定义及分类
• 4.1.2 疲劳设计方法
• 4.1.3 应力循环
• 4.1.4 S-N曲线
• 4.1.5 Miner线性累积损伤理论
• 4.1.6 随机谱载荷谱与循环计数法
• 4.2 MSC.Fatigue简介
• 4.3 疲劳分析方法的选取和桥壳S-N曲线
• 4.4 驱动桥桥壳疲劳寿命预测
• 4.5 本章小结
• 第5章 驱动桥桥壳的改进设计
• 5.1 改进思路的选择
• 5.2 改进方案的确定
• 5.3 改进方案的有限元分析与评价
• 5.4 本章小结
• 总结与展望
• 论文的主要工作与结论
• 不足与展望
• 致谢
• 参考文献