关于对汽车后桥动力特性及疲劳寿命进行有限元分析的具体方法
【摘 要】由于汽车的行驶工况比较复杂,驱动桥桥壳的强度和动态性能直接影响汽车运行安全,合理地设计桥壳也是提高汽车平顺性和舒适性的重要措施之一。因此,必须对桥壳强度、刚度和动态特性进行有限元力学分析。
【关键字】汽车驱动桥桥壳;有限元法;动力时程分析;疲劳寿命分析
有限元方法或有限元分析,是求取复杂微分方程近似解的一种非常有效的工具,是现代数字化科技的一种重要基础性原理。严格来说,有限元分析必须包含三个方面:(1)有限元方法的基本数学力学原理;(2)基于原理所形成的实用软件;(3)使用时的计算机硬件。
现代一般的个人计算机都能满足第(2 、(3)方面的要求;因此,本人将着重讲解在计算机上进行的有限元分析的具体方法,将通过汽车后桥强度进行有限元分析的实例来阐述有限元分析的基本原理,并强调原理的工程背景和物理概念;基于软件SolidWorks平台来系统演示基于有限元原理的解析方法和过程;通过该平台来展示具体应用有限元方法的建模过程。
随着计算机技术的飞速发展,基于有限元方法原理的软件大量出现,并在实际工程中发挥了愈
来愈重要的作用;本文只采用软件SolidWorks平台进行有限元分析。在计算机上进行有限元分析具有这几个特点:优点___容易组织,花费少,周期短,成功率高;缺点___分析过程较复杂,对计算机配置及分析人员要求高。下面就对有限元分析方法进行具体的讲解.
在实际的工程设计中往往需要进行多次的力学分析、优化修改才能完成;所以一个结构件的设计过程就主要包括:力学分析、状态诊断以及优化改进这几个方面。
对于不同的材料,由于它的承载破坏的机理不同,需要采用针对性的强度判断准则。下面给出常用的几种强度准则。一个问题具体应采用何种准则,应根据材料的受力状态、环境要求、设计要求,甚至还需要通过实验来确定。
1)最大拉应力准则:若材料发生脆性断裂失效,其原因是材料内所承受的最大拉应力达到了所能承受的极限。
已知危险点的应力状态σij,首先通过斜面分解方法求出最大的拉应力σ1(实际上就是第一主应力)和所在面的主方向,然后进行应力失效校核和判断
理论解与有限元解对比,两者位移的相对误差为O.97%,速度的相对误差为1.5%
本人在有限元法对后桥壳的动力学性能及疲劳寿命研究方面作了一定的工作,但由于时间、精力和认知水平的限制,尚有很多工作值得进一步研究。
参考文献:
[1]《浅析国内重型车桥的现状及发展趋势》.汪炼钢著
[2]《面向变型设计的汽车后桥计算机辅助分析与评估》.董益亮,徐宗俊著
[3]《有限元法概论》.汽车桥壳龙驭球著
[4]《有限元分析的基本方法及工程应用》.周昌玉,贺小华著
[5]《杂交系统动力学分析的有限元法-汽车后桥有限元建模与分析》.余成龙,董益亮著
[6]《汽车驱动桥壳的有限元动态分析》.郑燕萍著
[7]《基于参数化的车辆驱动桥壳动态优化设计》.羊玢等著