洛阳理工学院毕业设计（论文）
图2-6 solid186单元类型
2.2.3 驱动桥桥壳模型材料介绍
桥壳本体材料为宝钢产的B510L1汽车大梁用钢[9]。宝钢厂家提供的材料常数如下：弹性模量2?105MPa；泊松比0.3；密度7.85g/cm3;屈服应力380MPa；屈服极限610MPa。考虑到合格的焊缝是焊透母材，材料强度应略高于母材。
根据江铃公司提供的钢板样件，南昌大学力学实验中心做了工程材料弹性常数的测定实验，实验采用增量法[10]（载荷增量为?F，变形增量为
???l?）进行，将载荷增量和变形增量带入公式：
E??F?l???l?A （2.8）
??'计算材料的弹性模量E值，泊松比由公式???ll求得，其中：
纵向应变：?? 横向应变：??E2?1???'?ll'
材料的剪切模量由式Gtr?求得。根据当时的实验数据得出:
E?1.932e?5MPa,??0.29,G?7.488e?5MPa
2.3 小结
12
洛阳理工学院毕业设计（论文）
本章介绍了有限单元法的基本原理是将连续体理想化为有限单元集合而成，用有限单元的集合来代替原来具有无数个自由度的连续体。有限元分析步骤分为结构的离散化、单元分析、整体分析三步。由于有限单元的分割和节点的配置非常灵活，可适用于任何复杂的几何形状。单元有各种类型，节点一般都在单元边界上，单元之间通过节点连接，并承受一定的载荷，这样就组成了有限单元集合体。通过建立整个物体的平衡方程组，引入边界约束条件后求得节点位移，并计算出各单元应力。
接着是驱动桥三维模型的建立和桥壳的网络划分，并介绍了所使用的solid95网络单元类型及其特征。
最后根据南昌大学的力学实验计算出材料的材料常数，以便在有限元计算中使用，能够得到更真实的结果。
13
洛阳理工学院毕业设计（论文）
第3章 驱动桥的受力特征及结构静力分析
3.1 汽车驱动桥桥台试验
台架试验是为了取得汽车零件是否达到预期性能的判断数据，因此要选择能正确反应实际性能的方法。本课题参照了《中华人民共和国汽车行业标准》QC/T533-1999汽车驱动桥台试验方法。
3.1.1 驱动桥桥壳垂直弯曲刚度和静强度试验简介
驱动桥桥壳垂直弯曲刚度和静强度的台架试验只适用于非独立悬挂、全浮式半轴结构的驱动桥桥壳。试验程序为：把桥壳放在支架上，必须放平。加力点为二钢板弹簧中心（与千斤顶支座的位置上下对应），支点为轴头与桥壳连接处。安装时加力方向应与桥壳轴管中心线垂直，支点能够滚动，以适应加载变形不至于运动干涉。安装之后应加载至满载轴荷2到3次，卸载后进行正式测量。测点位置如图3-1：
图3-1力点、测点位置
虚线箭头表示力点位置，实线箭头表示测点位置
3.1.2 垂直弯曲刚度和静强度试验评估指标
1.垂直弯曲刚度评估指标：
满载轴荷时每米轮距的最大变形不得超过1.5mm。 2.垂直弯曲静强度评估指标：
14
洛阳理工学院毕业设计（论文）
驱动桥壳在试验时，最大应力值不得超过材料的许用应力，否则不合格。
3.2 桥壳受力特征
3.2.1 约束情况
桥壳实际台架试验加载情况如图3-2所示：
图3-2驱动桥桥壳台架试验
根据台架试验中的约束要求，我们在ANSYS Workbench 进行有限元分析中对桥壳进行了边界条件处理，在桥壳两端选择一点（一个面）进行全自由度约束。如图3-3所示：
图3-3 有限元分析中桥壳的边界约束（左端）
15
洛阳理工学院毕业设计（论文）
3.2.2 载荷施加方式
该后桥轮距1700mm，载荷以面力的形式施加在钢板弹簧支架在桥壳上的对应位置，如图3-4所示：
图 3-4 面力施加部位详图
针对5mm、6mm、6.5mm三种不同厚度桥壳的载荷施加情况，如表3-1所示:
表3-1 载荷施加情况
桥壳厚度（mm） 工况1 满载轴荷（N） 5.0 20100 50250 6.0 22110 55275 6.5 23115 57788 工况2 2.5倍满载轴荷（N）
面力的施加方向是Y轴负方向，两端面力之和为表3-1中所示。
3.3 有限元分析
以工况1厚度为5.0mm的桥壳为例进行静态分析。 步骤1：建模
在Pro/E中建立驱动桥模型，保存格式为igs的文件。 步骤2：导入模型
GUI: File>Import>IGES导入驱动桥模型 步骤3：布尔运算
16