基于ANSYS Workbench 对某越重型野车
转向系统的有限元分析
王磊 魏占芳 沈阿荣 谭俊良
（陕西重型汽车有限公司）
摘 要：采用三维软件Pro/E 建立转向系统的模型，导入Workbench 后经修复及网格化后形成有限元计算模型并进行了计算，得到了转向系统各部件的应力分布，指出了转向系统存在的不足及影响因素。为改进设计提供了重要的理论依据。
关键词：转向 有限元 Workbench
ANSYS Workbench-based finite element analysis of heavy off-road
vehicle steering system
Wang lei,Wei zhanfang,Shen arong,Tan junliang
Shaanxi Heavy Duty Automobile Co.Ltd Institute Automotive Engineering R & D Xi’an 710043 Abstract: Using three-dimensional software Pro/E to establish model for the steering systems,importing the modle to Workbench and then post-forming finite element model after repairing and griding and calculating basing it.It will be gotten the stress distribution of the various components that exist in the steering system.Pointing out the inadequate and influencing factors of the steering system. Provide the important theoretical basis for improving the design. Key words ：steering,finite element,Workbench
1．前言
汽车转向系统作为整车的一个关键部分，其可靠性对整车的安全性能有重要的影响，因而对其进行有效的优化设计是非常必要的。本文根据试验中转向杆系发现存在局部强度不足的情况，通过有限元分析方法对其进行计算分析与比较，为优化该产品的设计提供依据。
该车转向系统为断开式梯形机构，转向系统布置如图1，根据该车转向杆系结构特点，有限元分析的重点集中于转向节臂，液压助力缸支架，立轴与连接摆臂。根据各个部分的受力特点，对各个部分进行计算分析。
图1
2．转向系统各部分的分析
2.1液压缸支架（轴座总成）
液压缸支架固定在纵梁上，并通过球头绞与助力液压缸相连，由于在承受拉力时，液压缸支架更易发生变形，故只验证发生拉伸时的强度。
图2
建立轴座的三维CAD图，导入ANSYS中，兼顾计算速度和计算精度，并对其实现离散化，包括216660个节点和135496单元，如图2所示。
2.1.1约束与载荷的施加
支架由U型板、平板、圆筒支座3部分焊接而成，平板包括横板和立板2部分。分析中可认为3部分是固结在一起。并且平板通过立板的5个螺栓孔与纵梁固结。由于分析的是临近失效时的状态，而此时横板跟横梁下端面的焊接点已断开，所以可以认为横板跟横梁下端面未作连接。
满足转向最大转矩，所需液压缸施加拉力最大载荷为45660N，力矩最大时为液压缸与纵梁垂直时，可以采用等效的远端力45660N，并施加在圆筒支座的内表面处。
图3图4
2. 1. 2分析结果
在考虑到材料塑性变形的情况下，获得结果中最大等效应变是0.0017236mm，最大等效应力是344.73MPa，最大值在平板的MAX处。此处出现应力集中，最易发生折弯和断裂，总体来讲，轴座总成能满足设计要求，但是设计裕量不足，应采用加强筋加固或者增加平板的厚度提高抗弯强度。
图 5 图 6
将横板外形调整为L型，与横梁的内侧焊接，平板危险点的最大应力为284.06MPa，最大应变为0.0014203mm，如图5，6所示，受力状况得到很好的改善。完全满足了设计需要。
2.2 转向节臂
图7
转向系统左右对称，所以仅以左转向节臂作为分析对象。根据初步分析的情况，对节臂进行离散化，细化A处的网格。
2.2.1约束与载荷的施加
图8
由于转向机构左右对称，所以只验证一桥左侧
A
A
转向节臂的强度。最大弯矩出现在克服轮胎与地面的静摩擦的瞬间，可以认为此时节臂为静止状态，所以将A处固定。考虑极限工况，假定右侧转向轮悬空时，则前桥转向阻力矩全部作用在左转向轮上，此时按转向梯形臂所受的最大力计算，在B处添加29389N。如图8所示。
2.2.2分析结果
最大等效应变是0.0022506mm，最大等效应力是450.13MPa，如图9，10所示，最大值在MAX处，此处出现了应力集中。总体来讲，转向节臂满足设计要求，并保有一定的裕量，在设计中应加大MAX 处直径，并增加倒角半径，降低应力集中的可能。
图9图10
2.3 立轴
建立立轴的三维CAD图，导入ANSYS中，兼顾计算速度和计算精度，并对其实现离散化，包括35125个节点和21043单元。
由于转向机构转向轴的左右结构相同，但一桥右侧转向轴受力最大，故只验证一桥右侧转向轴的强度。
2.3.1约束与载荷的施加
图11
立轴上端通过旋转铰与轴承连接，轴承与立轴壳体固结。下端与摆臂用旋转铰连接，从而立轴主要受到来自摆臂的力导致的弯矩。
最大扭转力由地面和轮胎的最大摩擦力决定，在即将克服最大静摩擦力时，摆臂受到最大弯矩，所以，可以将A处固定，在B处施加29389N的力。方向如图，为系统坐标的X方向。如图11所示。
2.3.2计算结果及分析
图12 图13
在考虑到材料的塑性变形的情况下，获得结果中（如图12， 13）最大等效应变是0.0029655mm，最大等效应力是593.11MPa，最大值在MAX处，位于轴承与立轴接触面的边界处。在此处出现了应力集中，总体来讲，立轴设计强度能满足转向机构的要求，但是裕量不足，通过热处理来增加此处的强度和硬度，可将提高材料的抗拉强度685MPa和屈服极限490MPa，增强到 980MPa和 785MPa，从而可以更好地满足设计要求。
2.4 连接摆臂
对于转向机构转向轴的左右结构相同，但一桥左侧转向轴受力最大，故只验证一桥左侧转向轴的强度。兼顾计算速度和计算精度，并对其实现离散化，连接摆臂包括70832个节点和42494单元。
2.4.1 约束与载荷的施加
立轴壳体上端通过4个螺栓孔与车架固结，下端通过刚性的轴承与立轴做旋转铰接。摆臂通过中间锥孔与立轴固结。载荷施加方式参考2.3.1节图11所示。
2.4.2分析结果
图14
A
在考虑到材料的塑性变形的情况下，连接摆臂最大等效应变是0.0021743mm，最大等效应力是434.85MPa，最大值在MAX处，如图15，16所示；最大变形值为3.0426mm，位于MAX处，如图14所示。
图15 图16
3．结论
本文对汽车转向杆系是建立在简化约束及假设基础上，计算研究得到的结论是：转向节臂，连接摆臂均能满足设计要求；液压助力缸支架调整横板结构后受力得到了很大改善，能很好的满足设计要求；立轴经热处理后可满足强度要求。应用CAE 方法进行优化设计，对不同产品结构零件，分析须对实验疲劳断口进行研究，判断疲劳源位置，同时，需要通过评价数据库或者经验值进行评价，在没有评价数据库的条件下，对上述各个部件的高应力，其疲劳强度情况还有待进一步研究。
参考文献:
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[4]成大先.机械设计手册（第1卷）.北京：化学工业出
版社，2008.4
附录 附录A Heavy Off-Road Vehicle Drive Axle Of Breaking The important thing is, in the great assembly at the end of the transmission. Its basic function is increased by the transmission shaft or directly by the torque, came to the torque distribution to left and right drive wheels, and make the right and left wheel drive car has required the kinematics differential function, While carrying the spring load and the car wheel, the frame of the body through suspension or integral to plumb-lines, longitudinal and transverse force and moment force, Also the biggest transfer transmission torque, still under the bridge housing reaction torque. Drive structure and driving wheel is closely related to the suspension structure. When driving wheel using an independent suspension, using the broken open axles, When driving wheels adopt independent suspension, match with breaking drive axles, independent suspension. Look from exterior, independent suspension axles connectionless left and right of the whole bridge rigid driving wheel, shell is bridge housing, and other relative movement between. This bridge is installed in the middle frame or integral car transmission and driving wheel transmission device and part of the quality of the automobile suspension with belong to the quality and the side of the drive wheels with independent suspension of elastic component and frame or weak connection for cars. Therefore, one on either side of the drive wheels can independently, relative to the frame or cars do, swing, left, and right shaft corresponding requirements and their corresponding shell makes the corresponding swing. Cars drive by breaking the suspension, and the quality of small and independent suspension matching, can make the driving wheels of various earthing and adaptability, good roads that can greatly reduce the cars in the rough road impact and vibration during the body decreases wheel and axle tilt, the dynamic loads of vehicle, improve and enhance average speed, Reduce the damage, improve its components reliability and prolong its service life. Based on the development of China's heavy independent suspension of six x 6 cross-country car cut off from the drive axles, for example, is insufficient, the development technology independent suspension drive axle of necessity and independent suspension
摘要 驱动桥的基本功用是将传动轴或变速器传来的转矩增大并适当降低转速后分配给左、右驱动车轮，其次驱动桥还要承受路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力，以及制动力和反作用力矩等。转向驱动桥在驱动桥的基础上增添了转向的功能，使汽车按照驾驶员的要求行驶。转向驱动桥组成包括主减速器、差速器、半轴、万向节、驱动桥桥壳等。驱动桥是汽车传动系中主要总成之一。驱动桥的设计是否合理直接关系到汽车使用性能的好坏，驱动桥是汽车中的重要部件，它承受着来自路面和悬架之间的一切力和力矩，是汽车中工作条件最恶劣的总成之一，如果设计不当会造成严重的后果。 本文以驱动桥的传统设计方法为基础，详细研究了迈腾1.8T轿车的转向驱动桥的设计方法，提出了比较可行的设计思路。根据这一思路设计计算出数据并画出转向驱动桥的各零件图。同时我也查找了现有的迈腾1.8T轿车的驱动桥的结构原理，从样车对驱动桥的整体构造加深了解，结合最新有关驱动桥的信息和汽车设计书本上的知识来设计计算、绘制草图，然后运用AUTOCAD软件绘制总装配图，从而提了设计工作效率。 关键词：汽车驱动桥主减速器差速器半轴
Abstract The basic function of the Drive Axle is increasing torque which is from drive shaft or transmission and reducing the speed ,then drive it to the left and right driving wheel; secondly drive axle still withstand the vertical force ,longitudinal force and transverse force between the road and bridge or the body frame ,and braking force , reaction torque ,etc. Steering Drive Axle adds the function of shift under the basic of the Drive Axle, so that the car can run according to the driver. Steering Drive Axle include the main drive component, Differential, half axel, universal, Drive Axle Housing, etc. Driving Axle is one of the main assemble of the automotive power train. Whether the design of the Driving Axle is reasonable or not, affect the use of the cars. Driving Axle is the important part of the cars, it withstands the all force and torque between the road and the suspension and its working condition is the worst in cars. If the design is not right it will cause serious consequences. On the base of the Driving Axle traditional design methods, study the Steering Drive Axle design methods of the Magotan 1.8T carefully and give the practical design methods in this paper. According to this idea and the design data I draw out the parts diagram of the Steering Drive Axle. At the same time I also find the existing Magotan 1.8T sedan Driving Axle structure principle, and better understand the overall structure from the sample car. Combined with the latest information of the Driving Axle and the book of Vehicle Design to design and calculation, draw sketches, and them draw the general assembly drawing with auto CAD software, which raised the rate of the design. Keywords: Automotive Driving Axle The Main Drive Component Differential Half Axel
越野车改装知识大全 文本很长，有兴趣就耐心读完在我看来，越野所需的必要改装应该优先包括：防滚杆（敞蓬车）、轻卡轮胎、滑板(skid plate)、前绞盘、大功率发电机或双电瓶、后拖车接口、前后拖车钩、差速器锁、侧杠或踏板、前防撞架和后绞盘、便携式电动绞盘或手动绞盘。选装设备有：车载电台、GPS、前后辅助灯、悬挂升高、车身升高、大尺寸轮胎、差速器齿轮改装、车载电焊机、加强型5点安全带座椅、车载淋浴设备及前拖车接口。必需的改装防滚杆——CJ-5、CJ-7或牧马人这样的敞蓬车需要坚固的防滚杆或防滚架，而且必须牢固地与车架相连接；即使是金属顶的封闭越野车，如能在驾驶座后方安装一个与车架相连的防滚杆也会在翻车时保障乘员的安全，因为车顶可能难以承受翻车时的冲击力。不过要想让大多数SUV车主在他们昂贵的车里装上一个丑陋的黑钢管也不现实，但如果你要开车去爬山的话，最好还是装一个。轮胎——有许多种轮胎可供选择，不同的人有不同的偏好；原厂装备的轮胎可能好用，也可能并不好用。最基本的要求应该是用轻卡轮胎。有些4X4车上装的是普通的乘用车轮胎，这种轮胎没有轻卡轮胎结实，在岩石上极易被扎破、胎壁破损。乘用车轮胎标志为P，如“P195”或“P205”；轻卡轮胎则冠以LT。可选用针对泥泞、雪地、高操纵性等的特殊轮胎。如果在乡村旅行意味着会遇到不同的地形——山路、土路、岩石路、泥泞、溪流、碎石路、沙地——所以“全地形”轮胎可能是最好的选择。标准尺寸的轮胎都是子午线轮胎，而大尺寸的轮胎就未必如此，但其多层结构也足够结实。在积雪或结冰的公路上行驶时，应该考虑使用带吸槽的全地形轮胎或雪地轮胎；主要在沼泽、湿地行驶时则要用泥地胎。Interco公司生产一种非常好的泥地胎，叫“超级湿地沼泽胎”；如果经常在有不同地形的乡村行驶则应该用Mickey Thompson轮胎公司的糙面“Baja Belted Sidebiter”。超级湿地胎和Baja 越野胎的胎面均有大突纹，称胎纹，在胎纹之间有大的间隙，使泥泞在轮胎转动时被甩出。要让这些大轮胎与你的车匹配，还必须用特殊的套件使车升高，以在车轮位置产生更大的空间。这些轮胎足以应付乡村路况，但在公路行驶时却不如全地形胎，主要是噪音大、难操纵。一些超级越野迷总是在车胎内装上内胎，认为这样可以加强真空胎而不易损坏。但使用内胎会使补胎过程复杂一些，不能用补胎钉补。我建议使用无内胎的轻卡轮胎，不用加内胎，但可以带一条内胎应急。如果胎壁的裂口太大，不能用补胎钉修复，你可以将轮胎从轮圈上扒下，用重磅钓鱼线将裂口缝上，然后在胎内侧用胶粘上内衬、放入内胎，这样至少可以让你把车开回营地，如果你慢点开，开回家也没问题。滑板——滑板可以保护车的底部。在车底安装钢质滑板可以保护转向机构、分动箱与变速箱、差速器、油箱及其它关键部件。滑板要用螺栓固定，而不是焊接在车上，这样在维修车辆时容易拆下；但需要注意的是，不要将滑板同时固定在车架与传动机构的部件上！要熟悉滑板的位置，这样就可以知道你的滑板能保护什么、不能保护什
适合入门新手的越野车改装项目 外面的世界很疯狂，为了消除生活压力带来的副作用，我们都用自己的方式来照顾自己。对一些人来说，下班后跑步放松一下，晚上吃一顿丰盛的晚餐，或者渡过一个特别的周末。虽然这对内心驯服的人来说是一个奇妙的想法，但对其他人来说，乐趣可能来源于乘坐4×4的越野车来证明他们的决心——挑战自然的意志，并到达他们最喜欢的山区度假胜地的山顶。辛苦的工作无疑是值得的，但为了到达目的地，你必须对你的越野车进行必要的升级，以确保你的徒步旅行尽可能顺利。但是你打算从哪里开始呢?这就是我们的切入点。 撇开审美，大多数人都认为为自己的车辆改装一些适用户外的附加设
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有限元分析软件 有限元分析是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。它是50 年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。 有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC 四个比较知名比较大的公司，其中ADINA、ABAQUS 在非线性分析方面有较强的能力目前是业内最认可的两款有限元分析软件，ANSYS、MSC 进入中国比较早所以在国内知名度高应用广泛。目前在多物理场耦合方面几大公司都可以做到结构、流体、热的耦合分析，但是除ADINA 以外其它三个必须与别的软件搭配进行迭代分析，唯一能做到真正流固耦合的软件只有ADINA。ANSYS是商业化比较早的一个软件，目前公司收购了很多其他软件在旗下。ABAQUS专注结构分析目前没有流体模块。MSC是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。ADINA是在同一体系下开发有结构、流体、热分析的一款软件，功能强大但进入中国时间比较晚市场还没有完全铺开。 结构分析能力排名：ABAQUS、ADINA、MSC、ANSYS 流体分析能力排名：ANSYS、ADINA、MSC、ABAQUS 耦合分析能力排名：ADINA、ANSYS、MSC、ABAQUS 性价比排名：最好的是ADINA，其次ABAQUS、再次ANSYS、最后MSC ABAQUS 软件与ANSYS 软件的对比分析： 1．在世界范围内的知名度：两种软件同为国际知名的有限元分析软件，在世界范围内具有各自广泛的用户群。ANSYS 软件在致力于线性分析的用户中具有很好的声誉，它在计算机资源的利用，用户界面开发等方面也做出了较大的贡献。ABAQUS软件则致力于更复杂和深入的工程问题，其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。由于ANSYS 产品进入中国市场早于ABAQUS，并且在五年前ANSYS 的界面是当时最好的界面之一，所以在中国，ANSYS 软件在用户数量和市场推广度方面要高于ABAQUS。但随着ABAQUS北京办事处的成立，ABAQUS软件的用户数目和市场占有率正在大幅度和稳步提高，并可望在今后的几年内赶上和超过ANSYS。 2．应用领域：ANSYS 软件注重应用领域的拓展，目前已覆盖流体、电磁场和多物理场耦合等十分广泛的研究领域。ABAQUS 则集中于结构力学和相关领域研究，致力于解决该领域的深层次实际问题。 3．性价比：ANSYS 软件由于价格政策灵活，具有多种销售方案，在解决常规的
有限元分析软件的比较（购买必看）－转贴 随着现代科学技术的发展，人们正在不断建造更为快速的交通工具、更大规模的建筑物、更大跨度的桥梁、更大功率的发电机组和更为精密的机械设备。这一切都要求工程师在设计阶段就能精确地预测出产品和工程的技术性能，需要对结构的静、动力强度以及温度场、流场、电磁场和渗流等技术参数进行分析计算。例如分析计算高层建筑和大跨度桥梁在地震时所受到的影响，看看是否会发生破坏性事故；分析计算核反应堆的温度场，确定传热和冷却系统是否合理；分析涡轮机叶片内的流体动力学参数，以提高其运转效率。这些都可归结为求解物理问题的控制偏微分方程式，这些问题的解析计算往往是不现实的。近年来在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有限元分析（FEA，Finite Element A nalysis）方法则为解决这些复杂的工程分析计算问题提供了有效的途径。在工程实践中，有限元分析软件与CAD系统的集成应用使设计水平发生了质的飞跃，主要表现在以下几个方面： 增加设计功能，减少设计成本； 缩短设计和分析的循环周期； 增加产品和工程的可靠性； 采用优化设计，降低材料的消耗或成本； 在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题； 模拟各种试验方案，减少试验时间和经费； 进行机械事故分析，查找事故原因。 在大力推广CAD技术的今天，从自行车到航天飞机，所有的设计制造都离不开有限元分析计算，FEA在工程设计和分析中将得到越来越广泛的重视。国际上早20世纪在50年代末、60年代初就投入大量的人力和物力开发具有强大功能的有限元分析程序。其中最为著名的是由美国国家宇航局（NASA）在1965年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发的NASTRAN有限元分析系统。该系统发展至今已有几十个版本，是目前世界上规模最大、功能最强的有限元分析系统。从那时到现在，世界各地的研究机构和大学也发展了一批规模较小但使用灵活、价格较低的专用或通用有限元分析软件，主要有德国的ASKA、英国的PA FEC、法国的SYSTUS、美国的ABQUS、ADINA、ANSYS、BERSAFE、BOSOR、COSMOS、ELAS、MARC和STARDYNE等公司的产品。 以下对一些常用的软件进行一些比较分析： 1. LSTC公司的LS-DYNA系列软件
万方数据
重型汽车驱动桥的基本结构及发展方向 作者：高志刚 作者单位：河北省张北县交通局,076450 刊名： 科学与财富 英文刊名：SCIENCES & WEALTH 年，卷(期)：2010，(8) 被引用次数：0次 相似文献(10条) 1.期刊论文刘永辉.朱小波重型汽车驱动桥的基本结构及发展方向-科技经济市场2006(8) 全面阐述了重型汽车驱动桥的基本结构及发展趋势. 2.期刊论文金荣植新型重型汽车驱动桥锥齿轮材料17Cr2Mn2TiH钢-汽车工艺与材料2008(9) 对采用我国新研制的17Cr2Mn2TiH钢生产的重型汽车驱动桥圆锥齿轮进行了台架寿命试验,结果表明,该齿轮完全可以达到重型汽车驱动桥齿轮的相关技术要求.同时,采用17Cr2Mn2TiH钢替代含Ni较高的17CrNiM06H、20CrNi3H等钢,不仅大大降低了齿轮钢材成本,而且热处理工艺简单.因此可以大大降低其制造成本.这是目前我国重型汽车驱动桥齿轮行业摆脱制造成本过高的一种很好尝试. 3.会议论文严欣贤.周跃良.白志成重型汽车主减速器疲劳寿命试验扭矩的确定研究2005 本文通过对重型汽车驱动桥的疲劳寿命试验方法的研究,在指出传统等幅加载方法不足的的基础上,根据汽车齿轮的疲劳寿命与应力的关系曲线重新确定了重型车驱动桥疲劳寿命试验方法,其它类型的车辆的驱动桥疲劳台架试验可参考该方法确定驱动桥的疲劳试验载荷. 4.期刊论文严伯昌重型汽车驱动桥总成的检修-工程机械与维修2007(11) 重型汽车驱动桥总成主要由驱动桥壳体、主减速器总成(含差速器)、轮边减速器总成、制动钳以及全浮式左右半轴等部分组成.任何壳体类零件出现微小裂纹或壳体轻微变形均可导致零件间相对位置精度及齿轮间的啮合关系发生改变,从而降低驱动桥的作业效率和使用寿命,影响整机的使用性能和作业能力.因此应做好以下几个部件的检修. 5.期刊论文金荣植重型汽车驱动桥齿轮材料与工艺对疲劳性能影响的探讨-汽车工艺与材料2009(11) 对于重型汽车驱动桥齿轮一般需进行疲劳性能考核.试验方法是将被考核齿轮以总成形式安装在总成试验台上,使其在与实际工作条件接近一致的情况下运行. 6.学位论文李欣重型货车驱动桥桥壳结构分析及其轻量化研究2006 驱动桥桥壳是汽车上重要的承载件和传力件，作为具有广泛应用市场的非断开式驱动桥的桥壳不仅支承汽车重量，将载荷传递给车轮，而且还承受由驱动车轮传递过来的牵引力、制动力、侧向力、垂向力的反力以及反力矩，并经悬架传给车架或车身。并且在汽车行驶过程中，由于道路条件的千变万化，桥壳受到车轮与地面间产生的冲击载荷的影响，可能引起桥壳变形或折断。因此，驱动桥壳应具有足够的强度、刚度和良好的动态特性，合理地设计驱动桥壳也是提高汽车平顺性的重要措施。 随着公路状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展，重型汽车使用条件对汽车通过性的要求降低，由于与带轮边减速器的驱动桥相比，单级减速驱动桥机械传动效率提高，易损件减少，可靠性增加，结构简单。因此，未来重型车车桥将由典型的斯太尔双级减速驱动桥向单级桥方向发展。本文正是以新型的10T级的单级减速驱动桥的桥壳为研究对象。 本文的重点是：以有限元静态分析、动态分析及机械结构优化设计理论为基础，将CAD软件UG和有限元分析软件ANSYS结合起来，完成了从驱动桥壳三维建模到有限元分析的整个过程，得出了驱动桥壳在四种典型工况下的应力分布和变形结果及它在自由约束状态的前16阶固有频率和振型，计算证明，该桥壳满足强度要求，可以认为它在汽车各种行驶条件下是可靠的，并且不会引起共振。在此基础上，应用ANSYS的优化模块对其进行结构优化，优化结果表明，桥壳质量有了明显的减少，最大等效应力接近许用应力，大大提高了材料的利用率，且应力分布更加合理。其中，本文总结了使用以上软件建立模型及有关分析和优化工况的规范化步骤，以达到提高工作效率的目的，得到了有益于工程实际的结论。 研究结果表明，利用CAD建模技术和CAE分析技术可以显著提高汽车驱动桥桥壳的设计水平、缩短设计周期、降低开发成本并提高产品竞争力。该方法具有普遍性，可以为其他类型的驱动桥桥壳的设计和分析提供借鉴和参考。 7.期刊论文赵娜.李静.ZHAO Na.LI Jing新型独立悬架断开式重型驱动桥-农业装备与车辆工程2009(12) 自行设计的独立悬架断开式重型驱动桥由主减速器、差速器、半轴、油气弹簧、上下摆臂和桥壳等组成.其应用提高了重型汽车的动力性、平顺性和通过性. 8.期刊论文范翠玲.牟均发.Fan Cuiling.Mou Junfa TL3400系列非公路用自卸车-工程机械2007,38(10) TL3400系列非公路用自卸车是陕西同力重工有限公司在吸收国内外重型汽车、工程机械先进技术基础上,历时近三年研发成功的具有自主知识产权、适应于多种特定用途的经济适用型非公路运输车辆.为土方运输和各种露天矿剥岩、矿石运输提供了经济、高效、低耗的运输设备.介绍TL3400系列非公路自卸车的主要技术指标,结构及特点.该车具有适应重载工况而特殊设计的悬挂系统、16t级加强型宽体工程驱动桥、14.00-20型宽大工程轮胎,使得该车具有超强的承载能力,同时提供了超强的附着能力,保证了车辆的制动稳定性和良好的通过性,采用了大速比工程驱动桥,其输出转矩比同功率公路车大30%以上,爬坡能力强劲,重载起步顺畅.转向系统采用了机械式液压内助力加外助力的结构,保证重型车转向操纵的轻便性和准确性. 9.期刊论文杨金文.YANG Jin-wen冲焊式153载重汽车驱动后桥壳加工工艺的改进-机械工程师2009(7) 153载重汽车驱动桥是重型汽车选用较广的驱动后桥,而冲焊桥壳具有外观好、重量轻、清洁度高、故障率低等优点.文中介绍了改善桥壳外观、提高焊接质量、减少生产过程中的桥壳变形、提高桥壳加工精度的工艺改进. 10.期刊论文王元荪重型汽车专利摘编(六)-重型汽车2005(6) 专利名称:一种铸态高屈服强度球墨铸铁材料 专利申请号:200310114496.7 公开号:CN1554793 申请人:中国重型汽车集团有限公司 本发明属于铸造材料的技术领域,特别涉及一种铸态高屈服强度球墨铸铁材料.用于重型汽车大吨位、高牵引力的驱动桥差速器壳.本发明的球墨铸铁材料,其化学成分的重量百分比为,C:3.5～ 3.8%,Si:2.0～2.5%,Mn:0.4～0.6%,Cu:0.5～0.7%,Mo:0.25～0.35%,Ni:0.3～0.5%,P≤0.06%,S≤0.03%,Ti≤0.05%,Cr≤0.1%,余量为Fe. 本文链接：https://www.doczj.com/doc/f712486677.html,/Periodical_kxycf201008018.aspx
主要技术参数：Main Technical Parameters 驱动形式：4×4 Pattern 座位数 2 Number of persons with seats 发动机 Engine 制造厂商油机型号 Factory plate model of engine 缸径/行程mm Bore/stroke 额定功率kw Rated power 额定转速r/min Rated Rotational Speed 排量L Displacement L 注：可根据用户要求可匹配玉柴YC2105、YC2108,福建Lijia SL2105BN 或SL2110BN柴油发动机。 Note: customers can apply diesel engines according to their requirements, they can choose Yuchai YC2105, YC2108, Fujian Lijia SL2105BN or SL2110BN. 前驱动轴 Front drive shaft 后驱动轴 Rear drive shaft 外形尺寸： External Dimension 长×宽×高（mm） Length×Width×Height（mm） 车厢内尺寸（长×宽×高）mm Interior dimension of rear body (L×W×H) 整备质量kg 2300 Unladen Mass 装载质量kg 3000 Loading Mass 轴距mm 2520 Wheelbase 前/后轮距离mm 1535/1500 Distance between front and rear wheels 最小转弯直径m ≤15 Minimum turning circle diameter 最小离地间隙mm ≥180 Minimum ground clearance 最小倾斜角% ≥20
各种有限元分析软件比较 有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。 有限元分析具有确保产品设计的安全合理性，同时采用优化设计，找出产品设计最佳方案，降低材料的消耗或成本; 在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题; 模拟各种试验方案，减少试验时间和经费等作用，越来越被应用，越来越的有限元分析也不断被开发出来，当我们在做有限元分析时，我们该选择什么样的软件？或者我们该学习什么软件？成了大多数人困惑的问题。看板网根据自己超过十年的有限元分析项目经验和培训经验，对各种有限元分析软件进行了一些比较，希望大家在选择时能够大家做参考。 有限元分析常用软件 国外软件 大型通用有限元商业软件：如ANSYS可以分析多学科的问题，例如：机械、电磁、热力学等；电机有限元分析软件NASTRAN等。还有三维结构设计方面的UG,CATIA,Proe等都是比较强大的。 国内软件 国产有限元软件：FEPG,SciFEA,JiFEX,KMAS等。 当然首先要明确你要用这个软件进行什么分析，一般会用到有限元分析的地方有：1.模流分析；2.结构强度分析；3.电磁场分析；4.谐响应分析（比如查找共振频率）；5. 铸造分析。等等 ANSYS是商业化比较早的一个软件，目前公司收购了很多其他软件在旗下。ABAQUS专注结构分析目前没有流体模块。MSC是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。ADINA是在同一体系下开发有结构、流体、热分析的一款软件，功能强大但进入中国时间比较晚市场还没有完全铺开。 workbench是一个综合性的有限元分析软件，几乎囊括了所有有限元分析领域，传统的优势领域有强度分析、谐响应分析和电磁分析。workbench是ansys
有限元分析软件比较 有限元分析是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。它是50年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。 有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司，其中ADINA、ABAQUS在非线性分析方面有较强的能力目前是业内最认可的两款有限元分析软件，ANSYS、MSC进入中国比较早所以在国内知名度高应用广泛。目前在多物理场耦合方面几大公司都可以做到结构、流体、热的耦合分析，但是除ADINA以外其它三个必须与别的软件搭配进行迭代分析，唯一能做到真正流固耦合的软件只有ADINA。 ANSYS是商业化比较早的一个软件，目前公司收购了很多其他软件在旗下。ABAQUS 专注结构分析目前没有流体模块。MSC是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。ADINA 是在同一体系下开发有结构、流体、热分析的一款软件，功能强大但进入中国时间比较晚市场还没有完全铺开。 结构分析能力排名：1、ABAQUS、ADINA、MSC、ANSYS 流体分析能力排名：1、ANSYS、ADINA、MSC、ABAQUS 耦合分析能力排名：1、ADINA、ANSYS、MSC、ABAQUS 性价比排名：最好的是ADINA，其次ABAQUS、再次ANSYS、最后MSC ABAQUS软件与ANSYS软件的对比分析 1．在世界范围内的知名度： 两种软件同为国际知名的有限元分析软件，在世界范围内具有各自广泛的用户群。ANSYS软件在致力于线性分析的用户中具有很好的声誉，它在计算机资源的利用，用户界面开发等方面也做出了较大的贡献。ABAQUS软件则致力于更复杂和深入的工程问题，其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。 由于ANSYS产品进入中国市场早于ABAQUS，并且在五年前ANSYS的界面是当时最好的界面之一，所以在中国，ANSYS软件在用户数量和市场推广度方面要高于ABAQUS。但随着ABAQUS北京办事处的成立，ABAQUS软件的用户数目和市场占有率正在大幅度和稳步提高，并可望在今后的几年内赶上和超过ANSYS。 2．应用领域： ANSYS软件注重应用领域的拓展，目前已覆盖流体、电磁场和多物理场耦合等十分广泛的研究领域。ABAQUS则集中于结构力学和相关领域研究，致力于解决该领域的深层次
越野知识——揽胜运动版车身整合式底盘结构2008/7/24 13:03:00 来源：车168 类型：原创商家供稿 汽车的车身目前在全球有两大分类，即承载式车身和非承载式车身。然而当我们在了解有关路虎揽胜运动版的信息时，却发现它采用的是一种特殊的“车身整合式底盘结构”，它还有一种称呼，叫做“综合一体式车身”。这种特殊的车身到底与其他车型有何不同，它的优势又在哪里呢？ 非承载式车身主要为越野车所采用。这种车身在底盘部分设计了粗壮的梯形钢梁，整个悬挂系统，乃至动力传动部件，都安装在这个钢梁上。由于钢梁的强度可以设计得很高，远远超过采用钢板冲压焊接而成的承载式车身，这种特性往往被一些硬派越野车设计师所看重。直到现在，许多车迷仍然依据车辆的底盘是否装配有梯形钢梁，来衡量越野车的纯粹性。然而采用这种车身设计的车型，其舒适性与承载式车身相比尚有一定差距。另外这种车身的重心往往较高，并不适合公路驾驶。 承载式车身首先是在轿车上采用的，它放弃了梯形钢梁，由钢板冲压焊接形成的车身框架承担了车辆的承载作用，悬挂系统、动力传动系统等等，都安装在这个一体化的车身框架上。由于其车身是一体化成型的，其在杜绝振动、隔绝噪音以及密封性等方面，都有独到的优势，被注重舒适性的轿车广泛采用。随着SUV的公路化诉求越来越浓，从上世纪末本世纪初开始，这种车身也被运用在一些注重舒适和公路性能的SUV上。
揽胜运动版的车身平台与发现3相同，这个平台的诞生，要晚于揽胜和神行者，是路虎旗下最新开发的车身平台。基于前面所说的承载式车身与非承载式车身的优缺点，越野与公路难以做到兼顾。作为越野王牌的路虎，显然要打破这种常规，揽胜运动版的车身平台，就是基于这种理念下诞生的。 从车身本身来说，它相当于承载式车身和非承载式车身的结合体。首先这个车身保留了梯形钢梁，从而保证揽胜运动版具备足够的底盘强度，满足高强度越野的需求。同时揽胜运动版的乘员舱空间，则按照承载式车身标准设计，每个部位都经过应力测算，并保证有足够的密封性。路虎的工程师将这两个部分整合在一起，从而实现既保证强度，又保证舒适性的目的。尽管这样的设计成本很高，但作为越野车的领军人物，显然路虎有义务做到这一点。 我们可以看出，揽胜运动版的车身内，仍然保留了梯形钢梁，那么揽胜运动版是如何做到兼顾公路性能的呢？这里又体现了路虎工程师的精妙之处。他们为揽胜运动版配备了四轮双叉臂独立悬挂，这是极富运动性的悬挂系统，它同样被运用在许多跑车上。在车身重心方面，设计师则通过空气悬挂来解决问题。由于空气悬挂可以轻松调整车身高度，使得揽胜运动版将底盘设置到最低时，可以拥有极佳的低重心，从而保证弯道性能。 所有这些都不会影响到揽胜运动版的越野能力，它的双叉臂悬挂极为粗壮，并且安装在梯形钢梁上，在越野时所拥有的强度，即使硬派越野车也不敢小觑。空气悬挂在此时也同样显现出威力，只需通过设定将悬挂系统升高，揽胜运动版会摇身一变，成为一个离地间隙极高的越野高手。是不是感觉很神奇，甚至不可思议？其实揽胜运动版的实际表现，比这些描述更加令人兴奋。如果你有兴趣，不妨到惠通陆华的路虎体验中心去体验一番，相信你会对 此有更深的认识。
车辆工程专业课程设计 学院机电工程学院班级 12级车辆工程 姓名黄扬显学号 20120665130 成绩指导老师卢隆辉 设计课题某型轻型货车驱动桥设计 2015 年11 月15 日
整车性能参数（已知） 驱动形式： 6×2后轮 轴距： 3800mm 轮距前/后： 1750/1586mm 整备质量 4310kg 额定载质量： 5000kg 空载时前轴分配轴荷45%，满载时前轴分配轴荷26% 前悬/后悬： 1270/1915mm 最高车速： 110km/h 最大爬坡度： 35% 长宽高： 6985 、2330、 2350 发动机型号： YC4E140—20 最大功率： 99.36kw/3000rmp 最大转矩： 380N·m/1200～1400mm 变速器传动比： 7.7 4.1 2.34 1.51 0.81 倒档传动比： 8.72 轮胎规格： 9.00—20 离地间隙： >280mm
1总体设计 (3) 1.1 非断开式驱动桥 (3) 1.2 断开式驱动桥 (4) 2 主减速器设计 (4) 2.1 主减速器结构方案分析 (4) 2.1.1 螺旋锥齿轮传动 (4) 2.2 主减速器主、从动锥齿轮的支承方案 (5) 2.2.1 主动锥齿轮的支承 (5) 2.2.2 从动锥齿轮的支承 (5) 2.3 主减速器锥齿轮设计 (5) 2.3.1 主减速比i0的确定 (6) 2.3.2 主减速器锥齿轮的主要参数选择 (7) 2.4 主减速器锥齿轮的材料 (8) 2.5 主减速器锥齿轮的强度计算 (9) 2.5.1 单位齿长圆周力 (9) 2.5.2 齿轮弯曲强度 (9) 2.5.3 轮齿接触强度 (10) 2.6 主减速器锥齿轮轴承的设计计算 (10) 2.6.1 锥齿轮齿面上的作用力 (10) 2.6.2 锥齿轮轴承的载荷 (11) 2.6.3 锥齿轮轴承型号的确定 (13) 3 差速器设计 (15) 3.1 差速器结构形式选择 (15) 3.2 普通锥齿轮式差速器齿轮设计 (15) 3.3 差速器齿轮的材料 (17) 3.4 普通锥齿轮式差速器齿轮强度计算 (18) 4 驱动桥壳设计 (19) 4.1 桥壳的结构型式 (19) 4.2 桥壳的受力分析及强度计算 (20) 致谢 (22) 参考文献 (23)
(完整)各种有限元分析软件比较 编辑整理： 尊敬的读者朋友们： 这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)各种有限元分析软件比较）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。 本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)各种有限元分析软件比较的全部内容。
各种有限元分析软件比较 有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统. 有限元分析具有确保产品设计的安全合理性，同时采用优化设计，找出产品设计最佳方案，降低材料的消耗或成本; 在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题；模拟各种试验方案，减少试验时间和经费等作用，越来越被应用,越来越的有限元分析也不断被开发出来，当我们在做有限元分析时,我们该选择什么样的软件？或者我们该学习什么软件?成了大多数人困惑的问题。看板网根据自己超过十年的有限元分析项目经验和培训经验，对各种有限元分析软件进行了一些比较，希望大家在选择时能够大家做参考。 有限元分析常用软件 国外软件 大型通用有限元商业软件：如ANSYS可以分析多学科的问题，例如：机械、电磁、热力学等；电机有限元分析软件NASTRAN等。还有三维结构设计方面的UG,CATIA，Proe等都是比较强大的。 国内软件 国产有限元软件：FEPG,SciFEA,JiFEX，KMAS等。 当然首先要明确你要用这个软件进行什么分析，一般会用到有限元分析的地方有：1。模流分析；2.结构强度分析;3。电磁场分析；4。谐响应分析（比如查找共振频率）；5。铸造分析。等等 ANSYS是商业化比较早的一个软件,目前公司收购了很多其他软件在旗下.ABAQUS 专注结构分析目前没有流体模块.MSC是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。ADINA是在同一体系下开发有结构、流体、热分析的一款软件，功能强大但进入中国时间比较晚市场还没有完全铺开。
转向驱动桥毕业设计 【篇一：驱动桥毕业设计】 摘要 驱动桥是构成汽车的四大总成之一，一般由主减速器、差速器、车 轮传动装置和驱动桥壳等组成，它位于传动系末端，其基本作用是 增矩、降速，承受作用于路面和车架或车身之间的力。它的性能好 坏直接影响整车性能，而对于载重汽车显得尤为重要，采用传动效 率高的单级减速驱动桥已经成为未来载重汽车的发展方向。 本文参照传统驱动桥的设计方法进行了载重汽车驱动桥的设计本次 设计首先对驱动桥的特点进行了说明，根据给定的数据确定汽车总 体参数，再确定主减速器、差速器、半轴和桥壳的结构类型及参数，并对其强度进行校核。数据确定后，利用autocad建立二维图，再 用catia软件建立三维模型，最后用caita中的分析模块对驱动桥壳 进行有限元分析。 关键词：驱动桥；cad；catia；有限元分析 abstract drivie axle is one of the four parts of a car, it is generally constituted by the main gear box, the differential device, the wheel transmission device and the driving axle shell and so on it is at the end of the powertrain.its basic function is increasing the torque and reducing speed and bearing the force between the road and the frame or body.its performance will have a direct impact on automobile performance,and it is particularly important for the truck. using single stage and high transmission efficiency of the drive axle has become the development direction of the future trucks. this article referred to the traditional driving axles design method to carry on the truck driving axles design.in this design,first part is the introduction of the characteristics of the drive axle,according to the given date to calculate the parameters of the automobile,then confirm the structure types and parameters of the main reducer, differential mechanism,half shaft and axle housing,then check the strength and life of them.after confirming the parameters, using autocad to establish 2 dimensional model,then using