車后橋殼的分析研究.doc

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1、車后橋殼的分析研究e-works本文針對(duì)某型車的引進(jìn)吸收開(kāi)發(fā)過(guò)程中，其海南路試發(fā)現(xiàn)后橋存在的局部強(qiáng)度不足的情況，用ANSYS彳j限元分析系統(tǒng)對(duì)其后橋殼進(jìn)行了計(jì)算分析比較，并優(yōu)化該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。為了適應(yīng)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),滿足用戶需求,企業(yè)需要開(kāi)發(fā)出高品質(zhì)、低價(jià)位的新產(chǎn)品。為此,CAE技術(shù)在汽車產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中越來(lái)越多地得到開(kāi)發(fā)人員的應(yīng)用。針對(duì)某型車的引進(jìn)吸收開(kāi)發(fā)過(guò)程中，其海南路試發(fā)現(xiàn)后橋存在的局部強(qiáng)度不足的情況，用ANSYS冇限元分析系統(tǒng)對(duì)其后橋殼進(jìn)行了計(jì)算分析比較，并優(yōu)化該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。隨著汽車對(duì)安全、節(jié)能、環(huán)保的不斷重視，汽車車后橋作為整車的一個(gè)關(guān)鍵部件，其產(chǎn)品的質(zhì)量對(duì)整車的安

2、全使用及整車性能的影響是非常大的，因而對(duì)汽車車后橋進(jìn)行有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算是非常必要的。本文介紹了冇限元方法對(duì)某型車后橋殼的分析研究，建立了車后橋殼的彳j限元計(jì)算模型,并進(jìn)行了多方案的模型計(jì)算分析比較，指出了其結(jié)構(gòu)不足，提出了改進(jìn)建議，為進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了重要理論依據(jù)。建立后橋殼的有限元模型根據(jù)該車后橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，傳統(tǒng)的車橋冇限元簡(jiǎn)化分析…般將匝點(diǎn)集中于橋殼分析，該橋殼是鋼板焊接式，山兩根主橋殼對(duì)焊，中段兩側(cè)焊冇以塊三角形板，中間兩端與橋后蓋及主減速器殼連接固定。一般其強(qiáng)度問(wèn)題點(diǎn)發(fā)生的部位如圖1。圖1焊接橋殼常見(jiàn)的高應(yīng)力響應(yīng)部位木橋殼的G、H點(diǎn)即是平衡桿座板焊接位的應(yīng)力集中

3、問(wèn)題，E點(diǎn)處在中間相對(duì)水平緩的過(guò)度部位，該處往往開(kāi)大傘齒輪女裝切槽或法籃螺孔，應(yīng)力響應(yīng)也較高，A、B點(diǎn)的高應(yīng)力響應(yīng)對(duì)應(yīng)最大側(cè)向載荷工作情況發(fā)生。載荷與約束首先對(duì)后橋所受載荷進(jìn)行分析，木分析考慮了兩種工作載荷：一種橋負(fù)荷，分別作用在板簧支座與橋殼聯(lián)接位；另一種載荷為平衡桿在車身發(fā)生傾斜等情況時(shí)產(chǎn)生的抗力。E1W&ac?jrT?c?圖2平衡桿模型與抗力圖3車身不發(fā)工傾斜時(shí)橋殼應(yīng)力響應(yīng)分布計(jì)算結(jié)果分析通過(guò)FEM對(duì)平衡桿模型冇無(wú)作用力計(jì)算比較,得出：平衡桿支反力對(duì)橋殼體的影響主要體現(xiàn)在橋殼彎矩的加大。?I3—BTACtrI別MEM??ODUM>iS9?Ot?HLWt網(wǎng)O?伽o丄畑

4、6JtSfOl?XJU,■It?!S3=-345Mpa"0?2727301#(註鸚嚴(yán)元力分札呂圖4平衡桿角度為冬時(shí)橋殼最大應(yīng)力響應(yīng)圖5橋殼敏感部位局部的計(jì)算結(jié)果分析表明，橋殼的高應(yīng)力響應(yīng)點(diǎn)在平衡桿加強(qiáng)板和橋殼焊接結(jié)縫，該點(diǎn)非常接近橋殼對(duì)焊焊縫與琵琶段闊漲段的三角接板對(duì)焊位。從橋殼敏感部位局部的計(jì)算結(jié)果中，可見(jiàn)該段基木上是彎曲丁作狀態(tài)。焊點(diǎn)位存在較大的連接力，在橋殼焊縫同一部位的高應(yīng)力響應(yīng)。平衡桿支座對(duì)橋殼作用分析根據(jù)橋殼冇限元初步計(jì)算結(jié)果分析，驗(yàn)證了橋殼問(wèn)題產(chǎn)生在DFG位，應(yīng)力響應(yīng)相當(dāng)高。分析發(fā)現(xiàn)了平衡桿支座板焊接部位有高應(yīng)力響應(yīng)等情況，判斷分析疲勞源仃可能先發(fā)生在G點(diǎn)。

5、扌非除加大橋管根木性改進(jìn)，這樣分析丁?作重點(diǎn)放在平衡桿支座板和焊接部位結(jié)構(gòu)分析和改進(jìn)上。AN力晌應(yīng)Sv3W?OML?C&WXCB*WTTW-1TOTme..OOM5minxn9MX?fa?l■”Q?ERQ?XOTtHV9?mo?3<0t?W?WF圖6支座板與橋殼間焊接點(diǎn)相互傳遞的作川力圖7平衡桿支座高應(yīng)力響應(yīng)分布改進(jìn)方案綜合上述分析對(duì)支座板結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，去掉原設(shè)計(jì)中向外沿伸的“耳字形”托板，將支座板兩端中部剪為內(nèi)凹入形，以減少焊縫端點(diǎn)的應(yīng)力集中，如圖8所示。結(jié)論通過(guò)對(duì)車后橋殼的改進(jìn)，可以達(dá)到不增加橋殼應(yīng)力響應(yīng)的條件下，有效的壓低焊縫應(yīng)力響應(yīng)，如前期實(shí)驗(yàn)的疲勞源的確發(fā)生

6、在焊縫上，屬于平衡桿支架焊接方面的問(wèn)題，改進(jìn)方向是盡可能弱化平衡桿支座剛度，降低對(duì)橋殼的附加約束并減小焊縫應(yīng)力響應(yīng)。