为准确预测驱动桥桥壳焊接结构疲劳寿命,建立了包括焊缝在内的驱动桥桥壳有限元模型。基于主S-N曲线法对桥壳焊接结构在右侧推力杆台架疲劳试验条件下的疲劳寿命进行预测,并与试验结果对比分析,验证了主S-N曲线法的准确性与先进性。然后利用Miner损伤原理选用90%可靠度的曲线计算实测载荷谱下桥壳各个焊缝150万公里行驶里程下的累积损伤,识别出疲劳薄弱位置。最后依据焊缝结构应力分布规律和刚度协调的原则,提出了提高焊接结构疲劳寿命的优化方案,结果表明,改进后薄弱的位置的累积损伤均降到1以下。

针对某工程机械驱动桥桥壳,运用经典名义应力疲劳分析法,结合基于有限元的CAE分析技术,建立虚拟桥壳弯曲疲劳台架试验模型,对桥壳疲劳寿命进行分析评估,得到桥壳疲劳寿命结果,通过分析现有设计问题,对桥壳设计缺陷进行优化并再次进行分析计算,疲劳寿命达到设计标准要求。计算结果经过实际台架试验验证,确保分析计算的可靠性,该研究可对驱动桥桥壳疲劳设计提供指导。

利用CATIA软件建立了某重型汽车用冲焊桥壳总成的三维参数化模型,运用ANSYS Workbench软件在4种典型工况下对冲焊桥壳进行了静力分析,结果表明,在仅将桥壳壁厚由14mm减为11mm时,桥壳的刚度和强度不能满足使用要求;将桥壳材料由Q460C改为QK460,应力集中区域结构尺寸进行一定修改后,桥壳的刚度和强度达到了使用要求。按改进方案成功试制出轻量化桥壳。采用疲劳试验机对试制桥壳进行了台架试验,结果显示,桥壳的平均疲劳寿命可达到138.6万次,平均垂直弯曲失效后备系数可达到10.2,满轴载荷时每米轮距最大变形量为1.08mm。

驱动桥壳作为汽车的重要承载部件,必须满足刚度和强度的要求,传统的设计理念为了保证性能需求,一般采用冗余设计。通过CAD/CAE的一体化建模技术,采用三维数学模型与有限元模型之间的联合设计,基于OptiStruct的尺寸优化算法实现驱动桥壳的轻量化设计。利用CATIA创建驱动桥壳三维数学模型,导入HYPERMESH力学、动力学分析、疲劳分析验证驱动桥壳满足使用标准,再在OptiStruct求解器做优化分析,经过多次迭代计算,得到分析结果。优化后的桥壳成质量为152. 042 kg,减少了50. 075 kg,减重达到24. 78%,然后对优化后驱动桥壳进行分析,最后对试制的优化后桥壳进行疲劳台架试验,分析和试验结果表明,优化后桥壳满足试验标准,对同类型的轻量化设计有一定的参考价值。

借助HyperWorks强大的前、后处理功能，对依维柯某车型后桥桥壳进行有限元分析，依据分析结果对桥壳进行优化设计；同时，对优化后的模型在同等条件下进行有限元分析并与原始模型进行对比分析，验证优化设计的有效性、可行性及科学性。

本文推导出管坯复合胀形应力平衡方程及极限成形系数的数学表达式求解了0.75t轻型车后桥壳复合液压胀形极限成形系数确定了成形力参量的匹配关系.理论研究为实际生产上确定复合胀形次数及其工艺参数提供了理论依据.

液压胀形方法成形汽车桥壳是一种新工艺它是指选择适当的管坯首先进行推压缩径将其端部直径缩减至零件图要求然后进行轴向压缩复合液压胀形将中间部分扩张成形。笔者从产品质量和经济效益的角度论述液压胀形工艺在汽车后桥壳制造中的优势。在市场竞争日趋剧烈的环境下采用可降成本的工艺不失为一种选择。

用有限元方法对液压胀形的汽车桥壳进行了数值模拟得出轴向压缩量与液体胀形压力间的合理加载路径。通过试验和模拟对比分析了第一次胀形时液体压力相对管坯轴向压缩量恒定不变、液体压力按轴向压缩量线性变化、极限失稳及胀裂的情况揭示出起皱的主要原因是液体压力过低起皱后不利于后续胀形而胀裂的主要原因是液体压力过高;第二次胀形时试件退火是最终成形成功的重要影响因素。模拟结果与相同条件下的试验结果对比最大误差5.9%。

为解决湿式驱动桥壳结构传统优化中的低效性和不确定性,提出了一种将响应面模型与可靠性相结合的优化设计方法。该方法从建立全液压湿式驱动桥壳有限元模型出发,结合拉丁方试验设计方案,利用最小二乘法构建驱动桥壳的二阶响应面近似模型。在此基础上,以驱动桥壳最大应力最小为优化目标,以驱动桥壳结构几何参数为设计变量,建立可靠性优化模型。对某驱动桥壳的优化结果表明,优化后的桥壳最大应力降低了10.91%,桥壳质量降低了10.93%,在满足相应强度要求的条件下有效降低桥壳的质量,达到可靠性设计的目的。