对自卸车的后桥壳有限性分析及优化.doc

分类号：密级：论文编号：学号：重庆工学院硕士学位论文对自卸车桥壳的非线性有限元分析及优化研究生:孙永刚指导教师：雷刚教授学科专业：车辆工程研究方向：现代汽车设计理论与方法培养单位：重庆汽车学院论文完成时间：2008年4月10日论文答辩日期：2008年6月10日CategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：Master'sDissertationofChongqingInstituteofTechnologyResearchonAccountingandApplicationofEnvironmentalCostsPostgraduate:SunYonggangSupervisor：Prof.LeiGangSpecialty:vechiResearchDirection:TrainingUnit:ThesisDeadline:April102006OralDefenseDate:June102006重庆工学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律后果。作者签名：日期：年月日学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆工学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于（请在以下相应方框内打“√”）：1.保密□在年解密后适用本授权书。2.不保密□。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要驱动桥壳是重型车辆的主要受力构件几乎承受着车身的全部重量驱动桥壳的设计严重关系着车辆的安全性能。以往设计因为无法对驱动桥壳和半轴套管之间的过盈接触准确计算导致了设计的可靠性差安全系数低在产品使用过程中在设计寿命期限内提前失效。随着现代有限元计算的日益完善完全可以在保证精度的前提下对驱动桥壳的过盈接触问题做准确的数值模拟和优化。本文中对非线性接触理论研究现状、过盈联结研究现状和有限元优化研究现状做了概述接下来以一款13吨级自卸车桥壳为研究对象针对非线性接触问题用有限元软件MARC做了首次的试分析。然后又推导了弹性力学中基于厚壁圆筒模型假设的拉美公式给出了过盈接触的近似结果并且和数值模拟结果进行了对比讨论了拉美公式的局限性验证了数值模拟的准确性。文中详细研究了桥壳的非线性的接触问题根据驱动桥壳的实际工作中的情况利用三组分析试验详细地分析了桥壳受载情况下的受力情况。得出了桥壳和半轴套管的有效过盈量区间并且根据此有效过盈量对桥壳重新做了公差配合设计；运用可靠性方面的知识对改进的配合和原始的配合的可靠度进行了详细的计算计算结果显示可靠性改进的比较明显。除了接触区配合公差的优化还针对桥壳的主体部分出现的应力集中现象做了形状优化。优化过程中采用了先进的网格随移技术利用先进的优化软件OPTISTUCT对桥壳进行了形状优化优化后应力集中得到明显改善；形状优化后应力集中的改善程度最终运用寿命有限元分析软件来验证在FATIGUE中对优化前后桥壳的寿命做了详细的计算对比形状优化前后的寿命改变情况。结合厂家的失效统计发现失效结果和上面的分析完全吻合说明仿真的效果很好本课题通过有限元的仿真和优化从原始的设计图纸上做了优化这对驱动桥壳的设计有很重要的指导意