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驅(qū)動橋殼是汽車上的主要承載件和傳力件，汽車正常行駛時，驅(qū)動橋殼將承受車輪傳來的路面反作用力和力矩，并經(jīng)懸架傳給車架。強(qiáng)度分析將針對驅(qū)動橋殼的4種典型工況進(jìn)行應(yīng)力和變形分析。將橋殼復(fù)雜的受力狀況簡化成2.5倍沖擊載荷、最大牽引力、最大制動力和最大側(cè)向力4種工況進(jìn)行計算校核，校核的參數(shù)為車橋設(shè)計者的初步設(shè)計和計算提供了方便。主要以某重型商用車驅(qū)動橋殼為研究對象，利用UG建模功能，然后導(dǎo)入Ansys Workbench中進(jìn)行網(wǎng)格劃分，確定加載和約束等邊界條件，利用Ansys求解器進(jìn)行有限元分析計算，驗證其有效性和實用性，最后根據(jù)有限元分析結(jié)果采用多目標(biāo)驅(qū)動的方式，在Workbench中進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，從中選擇最優(yōu)的解決方案，提高驅(qū)動橋殼的開發(fā)周期。
某重型牽引車后驅(qū)動橋殼的三維模型，由中段和左、右半軸組成，其特點是左右屬于不對稱狀態(tài)。該牽引車后橋采用雙橋形式，在實際的運動過程中，不同的運動狀態(tài)，橋殼的受力情況相差很大。主要對橋殼的4種工況進(jìn)行分析，分別是2.5倍沖擊載荷工況、最大牽引力工況、最大制動力工況和最大側(cè)向力工況。汽車在不平路面上高速行駛時，后橋殼除承受靜止?fàn)顟B(tài)下那部分載荷外，還承受附加的沖擊載荷。
橋殼在沖擊載荷時受力分析簡圖，此時，后橋殼垂向載荷通常取為滿載靜止時所承受載荷的2.5倍，即式中，G：為汽車滿載靜止于水平路面時后驅(qū)動橋的最大載荷，K為動載荷系數(shù)，對載貨汽車緊急制動時，可不考慮側(cè)向力。緊急制動時后驅(qū)動橋殼的受力分析簡圖。后橋內(nèi)、外車輪所承受的垂向負(fù)荷F為當(dāng)汽車所承受的側(cè)向力達(dá)到地面給輪胎的側(cè)向反作用力的最大值(即附著力)時，汽車處于側(cè)滑的臨界狀態(tài)，側(cè)向力一旦超過側(cè)向附著力，汽車則側(cè)滑。汽車向右側(cè)滑時的受力分析如圖，分別表示地面對后驅(qū)動橋內(nèi)、外驅(qū)動車輪的側(cè)向反作用力，F(xiàn)zr、Fza分別表示側(cè)滑時內(nèi)、外驅(qū)動車輪的支撐反力。當(dāng)汽車處于側(cè)滑狀態(tài)時，汽車向右側(cè)滑時的受力分析。此時，地面給后橋內(nèi)、外驅(qū)動車輪所承受的垂向力Fzt、Fz分別為式中，動橋的載荷Gz為汽車滿載靜止于水平路面時后驅(qū)反作用力Fvt上述地面給內(nèi)、外驅(qū)動車輪的側(cè)向Fv。
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