1橋殼模型建立

　　本次分析是對某載重卡車的驅動橋進行有限元分析研究，所有參數根據企業產品資料查得。根據二維工程圖紙畫出三維模型，如圖1所示。

　　圖1驅動橋殼總成模型

　　2有限元分析

　　直接將三維模型文件導入NXNastran中，如圖2所示。

　　圖2導入NXNastran中橋殼模型

　　定義材料屬性、物理屬性及網格捕捉器后，開始劃分網格，因為定義的是Solid類型，所以網格劃分采用四面體10節點分網技術，其分網后網格質量及效果十分理想，如圖3所示。

　　圖3網格劃分后橋殼模型

　　2.1沖擊載荷作用

　　載重卡車由于其使用者及使用性質決定，同時行駛路況十分惡劣，各種盤山山路、泥路、戈壁沙漠等不平坦路面，使得橋殼承受著巨大的沖擊載荷。當橋殼承受滿載軸荷時，輪距**變形量不能超過1.5mm/m，在承受2.5倍滿載軸荷時，不能出現斷裂和塑性變形。

　　將半軸與輪轂接觸處施加約束作用，固定其x、y、z3個方向的平動和繞x、y、z的轉動；沖擊載荷施加在彈簧座處。橋殼的材料物理屬性見表1。

　　表1橋殼材料物理屬性

　　（1）變形分析

　　殼體在沖擊載荷的作用下，發生垂向變形，變形位移量由圖4所示。從圖中可分析出，殼體的**位移變形將會發生在橋殼兩彈簧座之間位置，且變化大小則會向兩側依次遞減。**值位移約為1.650mm，出現在結構的中間部位。

　　圖4橋殼的位移變形

　　（2）應力分析

　　在沖擊荷載的作用下，殼體的Von-Mises應力大小分布如圖5所示。約束施加在半軸與輪轂接觸處，由應力云圖可知，較高應力值分布半軸處，其**值為326.27MPa。從殼體的總體結構看，大部分位置的應力值在27.25-54.43MPa，應力集中出現在彈簧座和橋殼中間部分的過渡區，其值在108.80-135.98MPa。

　　圖5橋殼的應力分布

　　2.2橋殼模態分析

　　通過模態分析法，可以弄清楚物體結構在易受影響的頻率范圍內的各階模態的特性，就可以預測結構在此頻段內在外部或內部各種振源作用下產生的實際振動響應。模態分析的一般流程如圖6所示。

　　圖6模態分析操作流程

　　在前面分析基礎上克隆解算方案，重新定義橋殼約束及解算方案類型，選擇SEMODES103模態分析類型，模態分析中將頻率選項中希望的模式數設定為5階，見表2，如圖7～圖11所示。

　　表2前5階固有頻率計算結果

　　從表2和圖11可以看出，其固有頻率遠在93.32-379.9Hz，而汽車振動系統主要承受0-50Hz，因此這5階模態固有頻率遠遠高于汽車振動系統的激勵頻率，所以此驅動橋殼結構合理，符合動態設計要求。

　　3結語

　　采用NXNastran進行2.5倍滿載軸荷下的結構靜力學分析，并且在此基礎上進行模態分析。解算數據表明，此款橋殼具有足夠的強度及剛度，同時不會引起共振，為以后驅動橋殼的輕量化設計研究提供了理論支持，具有現實的指導意義。實踐結果表明：采用此種方法設計驅動橋殼具有耗時少、效率高、成本低廉、解算數據結果導出**和詳盡，減輕工程設計人員的工作強度及工作量，擁有傳統設計方法所不具備的優點。http://solidedge.e-works.net.cn/

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