图3-11路径上壳体的位移曲线（表面Ⅱ）
定义路径为选取位于表面Ⅱ上的五个节点，如图3-9所示，应力曲线如图3-10所示，位移曲线如图3-11所示。可以看出壳体在起始位置时，壳体应力值最小，变形却最大；壳体在（20.322，1243.754）位置，应力集中现象明显大于其他各处应力值，变形却最小；壳体在起始位置变形最大。壳体受力明显不均匀，变形量也不同。
4主减速器壳的模态分析
4.1模态分析的概述
模态分析用于提取结构的固有频率和固有振型，模态分析的重要性不仅是为了避免机械零件和结构在工作时发生共振，事先算出它们的固有频率和振型，而且还是分析结构动态响应和其他动力特性的基础。在结构设计时，固有频率和振型对于动载荷下的响应是非常重要的参数，因为结构的基本模态信息能有助于得出其动力响应的特征。
4.2主减速器壳的模态分析
4.2.1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属性，定义为球墨铸铁。由于在ANSYS中，只要定义好了属于那种材料之后，材料的泊松比、弹性模量、密度的材料属性就自动设置好了，材料属性如表4-1。
表4-1 材料的属性
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
4.2.2网格划分
图4-1 主减速器壳的网格
模态分析中，把模型划为较粗的网格，对于模型的固有频率和振型的计算精度影响不大，但是可以减少计算时间。所以在汽车主减速器壳模态分析中，把模型的网格划得较粗。由于主减速器壳体是一种复杂结构，用三维实体单元来描述该结构，更能反映壳体的实际情况。在ANSYS 软件种，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，而对于主减速器壳这类较复杂的结构，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，对壳体的网格划分采用四面体单元。因此使用系统默认（四面体单元）的网格划分方式对主减速器壳模型进行网格划分，得到：92270个节点，140406个单元，其模型网格图，如图4-1所示。
4.2.3约束
在实际情况中，主减速器壳通过螺栓固定于驱动桥上。因此，对主减速器壳模型的下底面以及四个螺栓底面，添加固定约束，如图4-2所示。
4-2 约束
4.2.4汽车主减速器壳的模态分析结果评价
表4-2主减速器壳模态分析结果总结
模态阶数
1 2
自由振动频率（Hz）
1570.3 1839.0
最大振幅（㎜） 0.740465 0.696926
模态振型描述 壳体没有明显变形 壳体上部偏向外侧，沿X轴负向与Z轴正
向弯曲振动
3
2599.5
2.082
壳体的筋弯曲，上部沿X轴负向Z轴正向
弯曲振动
4
2915.4
1.7
上部沿X轴负向Z轴正向弯曲振动
5
3047.0
0.813476
沿X轴壳体振动幅度
减小
汽车主减速器壳自由振动前五阶振型云图，如图4-1，4-2，4-3，4-4，4-5，所示。主减速器壳模态分析结果，总结如上表4-2。
图4-1 一阶模态云图
图4-2 二阶模态云图