?ii> ԘIj+r"https://www.dg9.com.cn/k/cailiao/" target="_blank" class="keylink">材料性质的变化；②忽略底部放油孔，潤滑油加注口等影响不大的小尺寸和小孔结构；③假设桥壳的材料为均质材料且各向同性。
在Pro/E软件中主要通过扫描混合、拉伸、旋转、去除材料、筋板、圆角等指令获得驱动桥壳及主减速器壳三维模型，如图2。
2 有限元模型的建立[2][3]
将驱动桥壳和主减速器壳三维模型在pro＼E软件中另存为*stp格式，导入ANSYSWorkbench中Geometry/Import Geometry/Browse，选择三维模型文件。驱动桥壳本体材料为20号钢，主减速器壳为灰铸铁，查阅材料手册添加属性，如表1。采用shell单元，自动划分网格，驱动桥壳单元数为17647，节点数为35355，如图3。
3 驱动桥静力学分析
3.1 驱动桥壳静力学分析[4]
考虑驱动桥壳在车辆不同工况的行驶中，受到应力和变形各不相同，且较为复杂，选取4种极限工况对桥壳进行分析：
①最大垂向工况：汽车受到不平路面冲击，桥壳板簧座上的载荷为冲击上的最大载荷，对桥壳两端法兰X、Y、Z方向的平动和转动约束，两对个钢板弹簧座施加2.5倍静载荷，F1垂=10308.38N。
②最大驱动力工况：汽车受到最大牵引力情况下，载荷主要有垂向力和驱动力，对桥壳两端法兰Y、Z方向的自由度和绕X方向的和转动约束：对两个钢板弹簧座施加垂向载荷和最大驱动力载荷：F2垂=4948.02N，F2驱=4966.38N。
③最大制动力工况：当汽车紧急制动时，不考虑侧向力，此时，桥壳主要承受垂向力和制动力，约束桥壳两端法兰的X、Y、Z方向平动和转动，半轴套管上平均施加与运动方向相反的最大制动力：F3垂=2286.34N，F3驱=2309.08N。
④最大侧向力工况：当汽车急转弯，处于侧滑状态时，发生侧滑方向的一端垂向力和侧向力达到最大值，另一端受力为零，此时，不考虑纵向力桥壳侧滑方向的一端所受到的垂向力和侧向力，约束桥壳两端法兰X、Y、Z方向的平动和转动，半轴套管上平均施加垂向力和侧向力：F4垂=8246.7N，F4侧=8246.7N。
3.2 強度计算分析
四种工况下，在ansys中对驱动桥壳施加约束和载荷后进行求解，所得的变形云图和应力云图，如图4-图11所示。
基于各工况下的仿真结果可知，最大变形是在最大驱动力工况下，最大变形量为0.509mm，满足桥壳满载1m轮距最大变形量不超过1.5m的标准。[5]桥壳的最大应力发生在施加侧向力的半轴套管和轴头结合处附近，分别为263.17MP和260.25MP，大于材料的屈服极限245MP，这与加载位置和约束位置有关，且在接头处由于材料厚度的改变，造成材料相对薄的部位出现应力集中，考虑到在实际应用中，车辆满载且在最大垂向力和驱动力工况下会出现断裂情况，所以要对与接头相连的半轴套管处进行加厚处理提高应力，对应力集中部位进行焊接加厚处理。
4 驱动桥壳模态分析
结构固有的振动特性称为模态，每个模态都有各自的固有频率、阻尼比和振型，可由计算或实验分析得到，这一分析过程称为模态分析[6]。汽车在行驶过程中零件与车身发生共振，共振会极大地破坏汽车的结构，并且还会产生极大的噪音。因此，我们需要掌握振动的本身特性和它对外界激励的响应。驱动桥桥壳承载着整车超过一半的总质量，它的振动对整车的结构及车辆的性能都有很大的影响。
驱动桥桥壳进行模态分析，计算得到桥壳的各阶振动频率如表2所示。
由分析图形可见，驱动桥桥壳的振型主要表现为水平弯曲、垂直弯曲和弯扭组合等。桥壳两端法兰处的振动较大，设计时应注意加强该两处的刚度。路面给车轮的激励一般小于5Hz，桥壳固有频率远高于这一频率，所以不会产生共振。
5 结论
①由静力分析可知驱动桥桥壳的最大变形、最大应力两者均出现在最大驱动力工况下的轴头与法兰连接处，考虑到接头处由于材料厚度的改变，造成材料相对薄的部位出现应力集中，所以应采取对接头相连的半轴套管进行加厚处理提高应力，可以对应力集中部位进行焊接加厚处理。
②对驱动桥桥壳进行自由模态分析，计算前六阶振动频率，桥壳两端法兰处的振动较大，设计时应注意加强该两处的刚度，另外桥壳频率远高于路面给予激励，不会产生共振。
③通过仿真分析结论可以有助于汽车企业降低设计开发成本，减少试验次数，缩短设计开发周期，并为后续研究汽车轻量化提供指导作用。
参考文献：
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[2]李兵，何正嘉.ANSYS Workbench设计、仿真与优化[Ml.清华大学出版社，2008.
[3]浦广益.ANSYS Workbench 12基础教程与实例详解[M].中国水利水电出版社，2010.
[4]王开松，许文超，王雨晨.汽车驱动桥壳有限元分析与轻量化设计[J]机械设计与制造，2016，7（7）：226-231.
[5]于东娜，魏建飞，邱阳，刘学杰.基于FEM的重型汽车提升桥壳结构强度的分析[J].大连交通大学学报，2011，7（32）：24-28.
[6]陈南.汽车振动与噪声控制[M].人民交通出版社，2005.