某轻卡驱动桥桥壳有限元分析

杨晓娜，马建勋

（郑州科技学院，河南 郑州 450064）

引言

驱动桥桥壳作为整车主要的传动和承载构件，其结构性能不仅关乎整车的可靠性与耐久性，还对汽车行进过程中的安全性产生直接影响。驱动桥在正常工作过程中，桥壳长期受到交变载荷作用，容易产生疲劳破坏[1]。为了保证行车安全，设计时须确保驱动桥壳满足必要的刚度与强度。

本文针对轻卡驱动桥壳长时间工作后易受力变形、发生断裂的问题，利用ABAQUS软件对不同工况下桥壳的强度和刚度进行分析，对轻卡驱动桥壳的结构设计及优化有积极的指导意义。

1 建立桥壳有限元模型

1.1 三维模型的建立

以某型号卡车为研究对象，在CATIA 中建立驱动桥壳的三维模型，桥壳的参数如表1所示。驱动桥为非断开式后驱动桥，应用于货车的后驱动，与非独立悬架有良好的匹配关系。

表1 轻卡驱动桥主要参数

1.2 有限元模型的建立

将CATIA建立的桥壳三维模型导入到Hypermesh软件中；采用Geometry菜单中的midsurface模块进行中面抽取，获得可以完整表达桥壳的几何特征[2]；选择四边形网格为主，三角形网格为辅的离散方式，以获得良好的网格质量，最终得到2D网格数20563个，其中四边形网格数19947个，三角形网格616个，用来模拟焊接单元的1D单元数目189；对已离散的网格进行连接关系的建立，以模拟实际中的焊接和螺栓连接关系。文中对桥壳采用壳单元进行焊接模拟，对几何特征较复杂的网格部分采用1D单元Beam模拟。

驱动桥壳主体材料选用40Cr，许用应力为650MPa，在使用菜单目录下materials中建立材料属性，在properties 中输入结构厚度，并将此赋予到对应的网格中。……