1桥壳模型建立

　　本次分析是对某载重卡车的驱动桥进行有限元分析研究，所有参数根据企业产品资料查得。根据二维工程图纸画出三维模型，如图1所示。

　　图1驱动桥壳总成模型

　　2有限元分析

　　直接将三维模型文件导入NXNastran中，如图2所示。

　　图2导入NXNastran中桥壳模型

　　定义材料属性、物理属性及网格捕捉器后，开始划分网格，因为定义的是Solid类型，所以网格划分采用四面体10节点分网技术，其分网后网格质量及效果十分理想，如图3所示。

　　图3网格划分后桥壳模型

　　2.1冲击载荷作用

　　载重卡车由于其使用者及使用性质决定，同时行驶路况十分恶劣，各种盘山山路、泥路、戈壁沙漠等不平坦路面，使得桥壳承受着巨大的冲击载荷。当桥壳承受满载轴荷时，轮距**变形量不能超过1.5mm/m，在承受2.5倍满载轴荷时，不能出现断裂和塑性变形。

　　将半轴与轮毂接触处施加约束作用，固定其x、y、z3个方向的平动和绕x、y、z的转动；冲击载荷施加在弹簧座处。桥壳的材料物理属性见表1。

　　表1桥壳材料物理属性

　　（1）变形分析

　　壳体在冲击载荷的作用下，发生垂向变形，变形位移量由图4所示。从图中可分析出，壳体的**位移变形将会发生在桥壳两弹簧座之间位置，且变化大小则会向两侧依次递减。**值位移约为1.650mm，出现在结构的中间部位。

　　图4桥壳的位移变形

　　（2）应力分析

　　在冲击荷载的作用下，壳体的Von-Mises应力大小分布如图5所示。约束施加在半轴与轮毂接触处，由应力云图可知，较高应力值分布半轴处，其**值为326.27MPa。从壳体的总体结构看，大部分位置的应力值在27.25-54.43MPa，应力集中出现在弹簧座和桥壳中间部分的过渡区，其值在108.80-135.98MPa。

　　图5桥壳的应力分布

　　2.2桥壳模态分析

　　通过模态分析法，可以弄清楚物体结构在易受影响的频率范围内的各阶模态的特性，就可以预测结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下产生的实际振动响应。模态分析的一般流程如图6所示。

　　图6模态分析操作流程

　　在前面分析基础上克隆解算方案，重新定义桥壳约束及解算方案类型，选择SEMODES103模态分析类型，模态分析中将频率选项中希望的模式数设定为5阶，见表2，如图7～图11所示。

　　表2前5阶固有频率计算结果

　　从表2和图11可以看出，其固有频率远在93.32-379.9Hz，而汽车振动系统主要承受0-50Hz，因此这5阶模态固有频率远远高于汽车振动系统的激励频率，所以此驱动桥壳结构合理，符合动态设计要求。

　　3结语

　　采用NXNastran进行2.5倍满载轴荷下的结构静力学分析，并且在此基础上进行模态分析。解算数据表明，此款桥壳具有足够的强度及刚度，同时不会引起共振，为以后驱动桥壳的轻量化设计研究提供了理论支持，具有现实的指导意义。实践结果表明：采用此种方法设计驱动桥壳具有耗时少、效率高、成本低廉、解算数据结果导出**和详尽，减轻工程设计人员的工作强度及工作量，拥有传统设计方法所不具备的优点。http://solidedge.e-works.net.cn/

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