搜索斷開式驅(qū)動橋有限元研究
2013-06-16 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線
斷開式驅(qū)動橋總是與獨(dú)立懸掛相匹配,又稱為獨(dú)立懸掛驅(qū)動橋。斷開式驅(qū)動橋的簧下質(zhì)量較小,又與獨(dú)立懸掛相配合,致使驅(qū)動車輪與地面的接觸情況與對各種地形的適應(yīng)性比較好,由此可大大地減小汽車在不同路面上行駛時(shí)的振動和車廂傾斜;提高汽車的行駛平順性和平均行駛速度;減小車輪和車橋上的動載荷及零件的損壞,提高其可靠性及使用壽命。由于斷開式驅(qū)動橋及與其相配的獨(dú)立懸掛的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,故這種結(jié)構(gòu)主要見于對平順性要求較高的一部分轎車及一些越野車。越野車對越野性能要求比較高,開發(fā)的新一代越野車多采用斷開式驅(qū)動橋。
鑒于目前重型貨車多采用非斷開式驅(qū)動橋,CAE 仿真分析的工作者就非斷開式驅(qū)動橋展開了很多工作;但斷開式驅(qū)動橋的有限元分析工作卻僅在各單位內(nèi)部開展。為了豐富各種橋殼的分析方法,特寫此文,希望能達(dá)到拋磚引玉的作用。
2 模型介紹
2.1 處理軟件說明
分析中采用 HyperMesh 軟件進(jìn)行前、后處理,計(jì)算采用 HyperWorks 的 OptiStruct 求解器進(jìn)行計(jì)算。
2.2 網(wǎng)格劃分及材料定義
六面體的單元的分析精度高,建議采用六面體進(jìn)行網(wǎng)格劃分。考慮到時(shí)間成本,對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模型,建議采用 10 節(jié)點(diǎn)的四面體進(jìn)行網(wǎng)格劃分。具體的節(jié)點(diǎn)數(shù)數(shù)和單元數(shù)見表 1。
2.3 網(wǎng)格劃分及材料定義
指出分析模型采用的材料及材料相關(guān)力學(xué)特性,建立如表 2 的材料屬性表格,為分析和判斷提供依據(jù)。
2.4 邊界條件建立
參考國家標(biāo)準(zhǔn),確定分析模型的邊界條件。
3 結(jié)果分析
對該橋的有限元模型,進(jìn)行了形變位移和應(yīng)力分析。給出相應(yīng)的形變位移云圖和應(yīng)力云圖。是對剛度和強(qiáng)度的直觀表達(dá)。相應(yīng)形變位移云圖如圖 1,以及相應(yīng)的米瑟斯盈利云圖如圖 2。
圖中分別指出了最大的和最小的形變位移和應(yīng)力位置,其顯示了形變位移和應(yīng)力的分布,如圖 1 所示,最大形變位移處是在連接輸出軸的前端,殼體整體變形呈現(xiàn)懸臂式變形趨勢,其中表現(xiàn)變形的色彩豐富,過渡均勻;最大應(yīng)力集中的位置在加強(qiáng)筋與殼體相交處,如圖 2 中的 A 處。而此處正好是做該橋殼破壞性試驗(yàn)的破壞點(diǎn)。
如果需要更進(jìn)一步的觀察該橋殼在一定工況下的變形趨勢。可以給出 X、Y、Z 分量上的變形云圖。
4 結(jié)論
通過計(jì)算仿真分析,對比變形方式以及破壞點(diǎn)位置,可以說明該斷開式橋殼的分析方法可行。
對于下一步的工作驗(yàn)證,需要對該橋殼做一定量的臺架試驗(yàn),測出一系列測試點(diǎn)準(zhǔn)確的應(yīng)力值與形變的相對位移值。通過與相同工況下該系列點(diǎn)的有限元仿真分析結(jié)果對比。從而更加充分的驗(yàn)證該斷開式橋殼分析方法的可靠性。
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