32吨矿用自卸汽车驱动桥壳开裂分析和改进

摘要

汽车驱动桥桥壳是汽车底盘中主要的受力部件，承受着各种方向和形式的载荷，其主要的失效形式是在交变载荷作用下的疲劳断裂。由于车辆道路复杂多变，汽车设计人员难于准确地量化车辆的所有使用工况及桥壳的受力情况，同时传统设计方法忽略了零部件在结构凸变处应力集中对高应力点的影响，这些都可能引起桥壳疲劳寿命的不足，引发桥壳断裂，造成巨大的经济损失和人员的伤亡，所以对桥壳的强度和寿命校核的准确性还有待提高。
　　文中以载重量为32吨的重型矿用自卸汽车为研究对象，针对驱动桥壳悬挂吊耳外侧出现壳体开裂的故障，首先采用传统的设计方法，利用材料力学和理论力学理论对桥壳进行静力分析，得出桥壳故障断面上在各工况下的最大应力值。为真实的反应应力集中对故障断面处应力的影响，利用 Solidworks三维设计软件建立了驱动桥壳的几何模型，再将几何模型导入Workbench有限元分析软件对桥壳进行静应力分析，得到驱动桥壳在典型工况下的应力分布及应力值，对比解析计算与有限元计算结果，分析了桥壳断裂的原因，并利用疲劳损伤累积理论和近似的车辆驱动桥壳载荷谱对桥壳进行了疲劳寿命分析，得出了桥壳设计寿命不足的结果。根据分析的结果和工厂现有的条件，对故障桥壳进行了结构改进，并对改进后的桥壳模型进行了有限元静力分析和疲劳寿命评估，结果表明改进后结构是合理的。这将为后续桥壳的设计与试验提供更为准确的理论方法和依据，也更好的为批量生产做好设计准备。

目录

1 绪论

1.1 本课题的研究背景

1.2本论文的意义

1.3 国内外相关研究概况及发展趋势

1.4 本文研究的内容和方法

2 驱动桥的结构建模及故障说明

2.1 桥壳的结构型式

2.2故障说明

2.3故障车型驱动桥壳三维模型的建立

2.4本章小结

3 驱动桥输入参数的设定及桥壳机械强度计算

3.1驱动桥输入参数的设定

3.2驱动桥壳机械强度的计算

3.3 本章小结

4 驱动桥有限元及疲劳寿命分析

4.1 驱动桥壳有限元模型的建立

4.2 驱动桥壳各工况下的有限元分析

4.3 驱动桥壳疲劳寿命分析

4.4 本章小结

5 驱动桥壳结构改进和改进结果分析

5.1驱动桥壳改进

5.2驱动桥壳改进后的强度计算

5.3驱动桥壳改进结果分析

5.4利用载荷谱评估桥壳在综合工况下的寿命

5.5驱动桥壳二次改进及结果分析

5.6 本章小结

结论

参考文献

致谢