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原文传递汽车后驱动桥壳有限元分析

论文题名：	汽车后驱动桥壳有限元分析
关键词：	汽车轻量化;驱动桥壳;焊接工艺;温度场;残余应力;有限元分析
摘要：	汽车轻量化是实现节能减排的重要手段和方法，汽车轻量化实质上是零部件的轻量化。汽车驱动桥壳是支撑汽车荷重并将载荷传递给车轮的重要的壳体零件，驱动桥壳的使用寿命直接影响到汽车的有效寿命。传统的桥壳设计采用经验设计的方法，存在设计周期长，成本高等弊端。随着计算机和CAE技术的发展，有限元分析技术越来越多的应用于桥壳设计和分析中。本文的研究对象为某轻型汽车后驱动桥壳，利用有限元分析软件ANSYS和优化设计理论对桥壳进行全面的校核和分析，以确保桥壳在各种复杂工况下满足使用要求。对桥壳的焊接温度场和应力场进行分析，研究焊接过程对桥壳结构的影响，对企业桥壳产品的开发和生产有一定的实用价值和指导意义。　　本文使用ANSYS软件对桥壳在4种典型工况下进行静态分析，得到桥壳各处在这四种工况下的应力和位移分布规律，对桥壳进行模态分析得到得到1-6阶固有频率以及相应振型。在最大垂向力工况下，对桥壳进行疲劳寿命分析，得到桥壳各处的疲劳寿命和安全系数，找出潜在危险区域。从仿真结果出发，构造优化的数学模型，并通过基于目标驱动优化(Goal-Driven Optimization，GDO)的仿真计算，提出了桥壳轻量化设计方案。经有限元模拟检验和试验验证结果表明，桥壳轻量化效果明显，优化后的方案完全符合实际工况的要求。　　对桥壳进行焊接温度场分析，研究不同时刻桥壳各部分的温度场分布规律，重点探讨了不同的焊接工艺参数(焊接电流、焊接电压和焊接速度)对桥壳焊接温度场的影响。采用正交设计法，研究三个焊接工艺参数对焊接温度场的影响程度。在温度场分析的基础上对桥壳进行残余应力场分析，得到不同时刻桥壳各部分的残余变形和残余应力场的分布规律。
作者：	刘为
专业：	材料加工工程
导师：	薛克敏
授予学位：	硕士
授予学位单位：	合肥工业大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文