合理利用有限元分析驗(yàn)證汽車前橋的強(qiáng)度

目前對汽車車橋的強(qiáng)度、剛度以及疲勞壽命等相關(guān)性能的驗(yàn)證主要依賴經(jīng)驗(yàn)公式以及室內(nèi)車橋臺架試驗(yàn)、室外搭載整車的試驗(yàn)，但是這往往造成物力、人力、財(cái)力的浪費(fèi)，同時(shí)其測試的周期過長，給產(chǎn)品的研發(fā)也帶來困難。

近年來不少國內(nèi)外學(xué)者利用有限元分析軟件對汽車車橋進(jìn)行靜態(tài)分析、模態(tài)分析、瞬態(tài)分析以及疲勞壽命分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等研究。利用有限元軟件對前驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行三種典型工況的靜強(qiáng)度分析，根據(jù)計(jì)算結(jié)果提出結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案。通過對不平路面、側(cè)向行駛、牽引力行駛和緊急制動(dòng)四種極限工況下驅(qū)動(dòng)橋殼進(jìn)行強(qiáng)度分析，從計(jì)算結(jié)果中得知此結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求，為后續(xù)的疲勞壽命分析提供依據(jù)和輸入數(shù)據(jù)。

對重型商用車驅(qū)動(dòng)橋殼進(jìn)行三種典型工況（即鉛垂力工況、切向力工況、側(cè)向力工況）靜力計(jì)算，除鉛垂力工況外其余兩個(gè)工況均滿足強(qiáng)度、剛度要求，提出板簧座的結(jié)構(gòu)修改方案。

利用有限元軟件對江淮汽車某一驅(qū)動(dòng)橋殼進(jìn)行模態(tài)分析，根據(jù)其計(jì)算結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使其有良好的動(dòng)態(tài)性能。又對驅(qū)動(dòng)橋殼進(jìn)行多輸入、多輸出模態(tài)分析，即多點(diǎn)激勵(lì)法模態(tài)分析（MIMO），相比于單點(diǎn)激勵(lì)，多點(diǎn)激勵(lì)更加準(zhǔn)確，精度更高，改良了單點(diǎn)激勵(lì)帶來的能量不足以及分布不均。

運(yùn)用有限元軟件結(jié)合有限元理論針對驅(qū)動(dòng)橋建立了動(dòng)力模型，進(jìn)行模態(tài)分析，并對照實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致，同時(shí)對驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行了瞬態(tài)分析，確定了瞬態(tài)激勵(lì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的位移和應(yīng)力情況，為改進(jìn)驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)提供了依據(jù)。

利用多體動(dòng)力學(xué)軟件motionview建立了驅(qū)動(dòng)橋的虛擬樣機(jī)模型，對驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行了多工況動(dòng)力學(xué)分析，輸出了多種工況下與橋殼連接的懸架、輪胎的動(dòng)載荷曲線。總結(jié)出靜力分析的不足之處，為下一步的疲勞分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù)。

以往對驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行疲勞分析主要采用高應(yīng)變區(qū)域的方法，依賴靜力分析、實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果以及經(jīng)驗(yàn)方法和公式，但是疲勞分析實(shí)際上是動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析，靜態(tài)的應(yīng)變場難以取代動(dòng)態(tài)的應(yīng)變場。采用實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析簡諧動(dòng)態(tài)應(yīng)變場作為疲勞分析的輸入?yún)?shù)，基于動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析結(jié)果建立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋疲勞分析模型。基于此種方法可以更加準(zhǔn)確地查找出疲勞危險(xiǎn)區(qū)域，并對其進(jìn)行抗疲勞結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。