图2-13主减速器壳
2.3PRO/E文件导入ANSYS
首先，安装ANSYS时，必须安装了ANSYS Connection For Pro/ENGINEER模块（代号82）。在\开始_程序_ANSYS 9.0_ANS_ADMIN Utility\中，选择configuration options，选择configure connection for Pro/E，输入模块类型，图形类型、工作空间
图2-14 PRO/E文件导入ANSYS的壳体模型图
作空间大小等，再输入Pro/E的安装路径，完成\连接\安装，此时将在Pro/E的相关文件夹中产生一个protk.dat文件。运行Pro/E，窗口中可能出现一个不能连接的提示，打开一个已建好的模型 （可以不必输入材料特性），此时在Pro/E的菜单中（屏幕右边）最后一行会出现ANSYS GEOM，单击它，直到自动调用并启动了ANSYS，此时再选取File import Pro/E，在文件名栏中输入正确的文件名，点OK即可完成输入。
应特别注意的问题是，被打开的*.prt文件必须在Pro/E的工作目录中，或者Pro/E与ANSYS有相同的工作目录，否则会出现找不到*.anf文件的错误。
另外，如果在Pro/E command栏中填入系统的正确的命令如proe2000i2或
proe2001，再点取OK则会重新传输模型后再导入。
3汽车主减速器壳的静力分析
本章通过对减速器壳的静力学分析，得到主减速器壳的应力、应变、位移的情况，并进行强度较核，找出设计的缺陷。
3.1结构静力学分析概述
结构静力学分析是用于分析稳态载荷或固定不变的惯性载荷（如重力和离心 力）引起的系统或部件的应力、应变、变形位移等。结构静力学分析包括线性和非线性分析[26]。
结构静力学分析的方程： [K]{x}={F} （3.1）
结构静力学分析就是按方程3.1平衡关系确定计算的，其中[K]为刚度系数矩阵，{x}为位移矢量，{F}为力矢量[26]。
3.2主减速器壳的静力分析
在变速比为最低档的情况时，对主减速器壳进行静力学分析。得到主减速器壳的应力、应变、位移，并且对其强度进行较核。
3.2.1模型参数
把汽车主减速器壳的PRO/E模型直接导入到ANSYS中，定义主减速器壳的材料为球墨铸铁，即材料属性如表3-1所示。
表3-1 汽车主减速器壳的材料属性
材料名称 球墨铸铁
泊松比 0.23
弹性模量（MPa） 1.5×10
5
密度（kg/mm） 7.3×10
-6
3
3.2.2网格划分
ANSYS包括两种网格划分类型：自由和映射
所谓“自由”，体现在没有特定的准则，对单元形状无限制，生成的单元不规则，基本适用于所有的模型。自由网格生成的内部节点位置比较随意，用户无法控制。操作方式是打开Mesh Tool工具条上的Free选项。所用单元形状依赖于是对面还是对体进行网格划分。对于面，自由网格可以只由四边形单元组成，
也可以只由三角形单元组成，或两者混合。对于体，自由网格一般限制为四面体单元。
映射网格划分要求面或体形状满足一定规则，且映射面网格只包括三角形单元或四边形单元，映射体网格只包括六面体单元，它生成的单元形状比较规则，适用于形状规则的面和体。对于映射网格划分，生成的单元尺寸依赖于当前DSIZE、ESIZE、KESIZE、LESIZE和ASIZE的设置。Smart size不能用于映射网格划分。当使用硬点时，不支持映射网格划分。
面映射网格划分：包括全部是四边形单元或者全部是三角形单元。 此面必须由3或4条线围成，在对边上必须有相等的单元划分数。如果此面由3条线围成，则三条边上的单元划分数必须相等且必须是偶数。对边网格数之差相等，或者一对对边网格数相等，另一对网格数之差为偶数，也可以进行映射网格划分。
如果一个面由多于4条的线围成，则它不能直接采用映射网格进行划分，然而，为了将总的线数减少到4，其中的某些线可以被加起来（add）或连接起来（concatenated，一种进行网格划分时的操作）。
代替进行连接操作（concatenation），可以用拾取一个面的3个或4个角点来进行面映射网格划分，这种简化的映射网格划分方法将两个关键点之间的多条线内部连接起来。
为了得到映射网格，必须在面的对边上指定相等的线的划分数（或者定义线的划分数对应于某种传递方式）。不需要在所有的线上指定划分数，只要是采用映射网格划分，程序会将线的划分数由一条边传递到对边，传递所有相邻的要划分网格的面）
体映射网格：为了给一个体划分六面体单元，则必须满足 ·它必须是块形（六面体），五面体或四面体形 ·在对面和侧边上所定义的单元划分数必须相等
·如果体是棱柱形或四面体形，在三角形面上的单元划分数必须是偶数 ·相对棱边上划分的单元数必须相等
为了进行体映射网格划分，可以通过连接面来减少围成体的边界面的数目。给体进行映射网格划分时，连接面也要求连接线。在有些情况下，也可以将面加起来而不用面连接的方法（当面是平的并且共面时），这样，使用加的操作比使用连接操作更好。在完成加的操作后，仍需进行边界线的连接操作。
MSHKEY，KEY指定网格划分种类，KEY的值为“0”时采用自由网格划分，为“1”时采用映射网格划分，为“2”时首先按映射网格划分，不能划分时则采用自由网格划分。
MSHAPE，KEY，DIMENSION指定单元划分形状，当KEY=0、DIMENSION=2D时采用四边形单元划分网格；当KEY=0、DIMENSION=3D时采用六面体形单元划分网格；当KEY=1、DIMENSION=2D时采用三角形单元划分网格；当KEY=1、DIMENSION=3D时采用四面体形单元划分网格
智能尺寸网格划分
灵活的Smart size（单元大小）是自由网格划分操作生成初始单元大小的网格划分特点，它在自动网格生成过程中对生成合理的单元形状提供了机会。Smart size算法首先对将要划分网格的面或体上的所有线估算单元边长大小，然后对几何体上的弯曲近似区域的线进行细化，最后自动生成合理形状的单元和单元尺寸分布。它的控制有两种：基本控制和高级控制。
①基本控制：可以简单指定网格划分尺寸（1～10，对应网格由细到粗）命令SMRTSIZE，SIZLVL
②高级控制：用来设置人工控制网格质量，命令SMRTSIZE
图3-1 主减速器壳模型网格图
由于主减速器壳结构复杂，用三维实体单元来描述壳体结构，更能放映壳体的实际情况。在ANSYS软件中，三维实体单元有两种：六面体单元和四面体单元。由于六面体单元在划分是要求结构比较规则，而对于机架这类较复杂的结构，对其进行六面体网格的自动划分十分困难，而用四面体单元分析三维结构，单元划分比较灵活，可以逼进复杂的几何形状，因此，对主减速器壳体的网格划分采用四面体单元。并且对可能出现危险部位进行网格细化，以至分析的结果能较为精确。划分网格的结果是模型中共有92270个节点，140406个单元，壳体模型网格如图3-1，3-2所示。
3.2.3约束和载荷
根据实际情况，对下主减速器壳的下表面施加固定约束。
从金杯SY6474汽车的基本参数中，可知主减速器壳的最大轴向工作压力为8493.2Pa，作用在主减速器壳安装半轴的侧表面记为表面Ⅰ（表面为蓝色）；由于主、从动齿轮的啮合，转矩作用的结果，使得主动轴处轴承受径向力，直接作用在壳体上，转化为压力大小为1833333 Pa，作用在壳体内侧面记为表面Ⅱ（表面为红色处）。主减速器壳的受力都按均布载荷考虑[1]。施加约束和载荷的结果，如图3-2所示。
约束
表面Ⅱ