针对重型自卸车驱动桥桥壳进行轻量化研究时,由于桥壳的使用条件及生产条件存在不确定性因素,使得桥壳的可靠性存在难以控制的问题,提出了一种确定性优化与稳健性择优相结合的轻量化研究方法。对原桥壳进行有限元分析,验证了原桥壳存在进一步优化的空间。利用灵敏度分析法选取了优化设计变量,构建kriging响应面模型。通过多目标遗传优化算法(Multi-Objective Genetic Algorithm)对桥壳进行确定性优化,得到3组9个确定性优化尺寸。构建L9(34)正交表,对确定性优化尺寸进行稳健性择优,基于信噪比η,得到了稳健性较好的优化尺寸。结果表明,在现桥壳的质量比原桥壳降低16.7%的情况下,通过稳健性择优方法,提高了最大应力稳健性和1阶固有频率的稳健性,增加了桥壳的可靠性。该方法能够保证轻量化桥壳在各种不确定性因素干扰下,仍然能够发挥出正常性能,一...

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。