现代设计方法在驱动桥设计中的应用

对研究驱动桥所涉及的可靠性工程、模态分析、CAD/CAE技术、优化算法等现代设计方法进行了分析 ,概述了现代设计方法在驱动桥设计中的应用情况。     

电驱动桥关键技术综述

对电动汽车电驱动桥的研究现状及关键技术进行了综述。首先介绍了电驱动桥的分类及各自特点,然后分别从构型、结构、换挡控制方面凝练了电驱动桥急需攻关的共性关键技术,对比分析了不同多挡化构型的组成特点、轻量化集成化结构设计方法、智能换挡控制技术,最后总结得出多挡化、轻量化、集成化以及多目标控制是电驱动桥未来的发展趋势。     

驱动桥总成刚柔耦合建模与试验研究

为准确分析驱动桥齿轮传动系统的动力学特性,指导驱动桥的减振降噪设计,进行了驱动桥总成的刚柔耦合建模和试验研究。首先,采用有限元法建立了齿轮、桥壳和主减速器壳体等结构模型;然后,结合用多体连接单元模拟的轴承、花键和传动轴中间支撑等部件,构建了完整的驱动桥刚柔耦合模型;最后,对驱动桥进行自由状态和整车安装状态下的模态试验。结果表明:驱动桥在自由状态的振型不能反映实际约束下模态振型;因此不能单独将驱动桥作为研究对象,而须进行包括与之相连接的传动轴和钢板弹簧等部件在内的整车安装状态下的模态试验;将轴承和花键等部件简化为多体连接单元,可在保证模型计算精度的前提下,显著提高计算速度;驱动桥模态仿真和试验结果误差在7%以内,说明驱动桥刚柔耦合模型是合理的,对研究驱动桥的振动噪声特性有一定的工程实际意义。     

商用车整体驱动桥壳成形工艺及关键技术研究

驱动桥壳是汽车驱动桥传动系统的安装支撑体,对其机械性能要求很高,在汽车行驶过程中起着重要作用。本文针对目前商用车厚壁车桥壳制造技术存在的不足和车辆轻量化的趋势,分析了商用车整体驱动桥壳成形工艺及关键技术。     

基于疲劳寿命的驱动桥壳可靠性与轻量化设计

为提高驱动桥壳的轻量化水平和道路行驶疲劳可靠性,对驱动桥壳进行6-Sigma稳健性多目标轻量化设计。首先,建立驱动桥壳的虚拟台架仿真模型,并进行垂直弯曲刚性和垂直弯曲静强度的仿真分析,将仿真得到的桥壳本体各测点变形量和关键受力点应力值与试验结果进行对比,以验证桥壳虚拟台架仿真模型的可信性。其次,建立驱动桥壳的最大垂向力仿真模型,结合耐久性强化路面下驱动桥壳板簧座处的垂向载荷谱,基于名义应力法,对驱动桥壳进行了道路行驶工况下的疲劳寿命分析。然后,选取驱动桥壳本体各截面壁厚为设计变量,基于熵权法和TOPSIS（Technique for Ordering Preferences by Similarity to Ideal Solution,TOPSIS）方法研究各壁厚变量对桥壳综合性能的影响。结合RBF（Radial Basis Function,RBF）近似模型和NSGA-Ⅱ算法（Elitist Non-dominated Sorting Genetic Algorithm,NSGA-Ⅱ）对驱动桥壳进行基于疲劳寿命的多目标确定性轻量化设计,获取Pareto最优解集,选取桥壳的优化方案。最后,基于蒙特卡罗模拟抽样方法和微存档遗传算法（AMGA）对驱动桥壳进行了多目标6-Sigma稳健性轻量化设计,得到桥壳稳健性优化方案。研究结果表明：稳健性优化后,驱动桥壳本体的疲劳寿命降低了12.3%,但和初始结构的疲劳寿命相比,仍提升了117%;桥壳本体疲劳寿命正态分布的标准方差下降了72.1%,说明桥壳本体的疲劳可靠性得到了大幅提升;桥壳本体的质量升高了1.8%,但和优化前的桥壳原结构相比,仍实现减重5.9%。     

基于CATIA和ANSYS的货车驱动桥壳有限元分析

为验证某货车驱动桥壳是否会出现断裂和塑性变形,利用CATIA软件对某货车驱动桥壳建立三维实体模型,通过传递数据接口,把模型导入有限元分析软件ANSYS,对驱动桥壳进行了2.5倍满载轴荷下的应力分布和变形情况分析。计算结果为：板壳和凸缘连接处最大应力为186MPa,小于材料屈服强度295MPa;轮距最大变形量为0.405728mm/m,小于国家规定的1.5mm/m,该驱动桥壳强度满足设计要求。表明驱动桥半轴套筒与轮毂内轴承的接触面和桥壳与凸缘连接处容易发生损坏,该方法为进一步优化改进设计提供了可靠的理论依据。     

基于响应面法的转向驱动桥空心半轴轻量化优化设计

提出了一种基于数值优化与有限元模拟相结合的汽车转向驱动桥空心半轴轻量化设计方法。以半轴各段的壁厚、长度和过渡角为设计变量,半轴质量最小化为优化目标,2阶约束模态频率和半轴花键末端圆角过渡处等效应力为约束条件,建立了半轴轻量优化模型。利用正交试验设计得到10个设计变量和3个水平的数值模拟试验组合。采用最小二乘法建立了响应面近似模型,并利用序列二次规划算法对模型进行了迭代优化。结果表明:轻量化优化后的变径全空心半轴质量比初始设计减少约16.7g,半轴2阶约束模态频率增加约0.6Hz,且半轴花键末端圆角过渡处和最小轴径处的等效应力值均低于半轴材料的抗扭强度。     

基于响应面法的转向驱动桥空心半轴轻量化优化设计EI北大核心CSCD

提出了一种基于数值优化与有限元模拟相结合的汽车转向驱动桥空心半轴轻量化设计方法。以半轴各段的壁厚、长度和过渡角为设计变量,半轴质量最小化为优化目标,2阶约束模态频率和半轴花键末端圆角过渡处等效应力为约束条件,建立了半轴轻量优化模型。利用正交试验设计得到10个设计变量和3个水平的数值模拟试验组合。采用最小二乘法建立了响应面近似模型,并利用序列二次规划算法对模型进行了迭代优化。结果表明:轻量化优化后的变径全空心半轴质量比初始设计减少约16.7g,半轴2阶约束模态频率增加约0.6Hz,且半轴花键末端圆角过渡处和最小轴径处的等效应力值均低于半轴材料的抗扭强度。     

某汽车起重机用13T级驱动桥壳强度分析

本文以Altair Hyperworks 9.0软件为工具,以及传统理论计算结果,对某型起重机驱动桥壳强度进行对比分析。结果表明,驱动桥壳强度满足要求,验证了驱动桥壳设计的合理性,为其它起重机用驱动桥壳的设计提供了理论依据。     

汽车后桥主减速器典型工况下的动力学仿真

对汽车后桥主减速器典型工况下的动力学进行了仿真分析.以某厂汽车后驱动桥为研究对象,完成实体模型创建并导入到MSC - Adams中建立后桥刚体虚拟样机模型,并结合该车后桥的具体工作情况,选取符合驱动桥传动的碰撞接触参数、约束和负载,完成了在打滑或冰面、转弯、直线倒车等工况下的动力学仿真分析.为在设计阶段实现降低车辆后桥主减速器的振动,进一步对驱动桥的振动特性的研究和优化设计,提供技术支持.     

驱动桥集成建模系统概要设计

利用面向对象的特征建模方法，从分析系统功能需求出发，构建驱动桥集成建模过程的对象－关系模型；通过提取驱动桥的共同特征，建立驱动桥总体及组件的特征几何及其语义；采用C语言中的“类”对系统功能模块和控制模块元素及成员函数进行封装；拟利用有限元方法，对几何模型中的受力件进行强度校核；通过有限回溯，以期值得优化的驱动桥产品数据模型。     

面向变型设计的汽车后桥计算机辅助分析与评估

变型设计是汽车制造厂迅速对市场需求做出快速反应的重要设计手段。结合某汽车公司变型设计的要求,分析汽车后桥的工作特点,对有限元建模技术、分析方法、内容和步骤进行了研究,提出面向变型设计的汽车后桥分析和评估方法。对后桥进行了静力、动力和随机振动分析,并给出了后桥桥壳的变型设计方案。     

汽车驱动桥常见故障分析与预防

汽车驱动桥是汽车传动系的重要部件之一。因为驱动桥功能复杂,所以产生故障的几率较高。驱动桥常见的故障有:主减速器早期损坏,驱动桥发响、发热、漏油等。本文详细分析故障产生的原因及其排除方法。     

矿用自卸车驱动桥壳结构分析与改进设计

建立了SGA3550型矿用汽车驱动桥壳及A形架的有限元模型,选择极限工况对其进行了结构强度和刚度分析.结果表明,驱动桥壳空心梁和半轴套管部分的应力远小于材料的许用应力,而悬架支座与桥壳连接处出现了局部应力过大的情况.对该桥壳的相应结构提出了改进方案,改进后的桥壳质量更小,最大应力也得到了大幅减小,且应力分布更为合理.     

汽车驱动桥壳新型压装工作台的设计

本文介绍了现有驱动桥壳压装工作台的结构及工作原理,对冲压焊接式桥壳半轴套管与桥壳本体之间的两种主要固定连接方式进行了比较。给出了驱动桥壳压装工作台控制系统的硬件与软件的设计。将PLC应用于驱动桥壳压装工作台控制系统中,使得驱动桥壳半轴套管压装控制过程更加精确,产品质量和生产效率大大提高。     

基于时变信号汽车后桥主锥齿轮总成故障检测与诊断

针对汽车后桥主锥齿轮总成异响振动的时域波形特征,设计出可调的阈值参数,提出了随波形移动的时间窗和幅值窗分析故障特征的方法,建立起基于非稳态时变信号分析汽车后桥主锥齿轮总成故障的检测与诊断系统,解决了实际生产中人为因素造成诊断与识别误判率较高的问题,提高了生产检测质量水平.     

某前驱动桥断裂失效分析

对某驱动前桥断裂进行了多角度系统分析,探讨了半轴套管材质、热处理过程控制和桥壳塞焊工艺对前桥疲劳寿命的影响,试验及分析表明：热处理过程对套管的冲击功有较大影响,桥壳塞焊孔的加工定位误差易引起塞焊孔处应力变化甚至增加应力集中,通过重新制定套管热处理工艺,优化桥壳塞焊孔位置,缓解了最大拉应力区域的应力叠加效应,上述措施有效改善了某桥管韧性,目前该类型驱动前桥运行正常。     

Effect of vehicle vibration environment of high-speed train on dynamic performance of axle box bearing

In this study, we developed a comprehensive three-dimensional vehicle–track coupled dynamics model considering the traction drive system and axle box bearing. In this model, dynamic interactions between the axle box bearing and other components, such as the wheelset and bogie frame, are considered based on a detailed analysis of the structural properties and working mechanism of the axle box bearing. A few complicated dynamic excitations, such as the time-varying mesh stiffness of gears, time-varying stiffness of bearing, bearing gaps and track irregularities, are considered. Then, the dynamic responses of the vehicle–track system are demonstrated via numerical simulations based on the established dynamics model. The results indicate that the traction drive system and track irregularities can significantly influence the dynamic interactions of the axle box bearing. The necessity of considering the excitation caused by gear meshing and track irregularities when assessing the dynamic performance of the axle box bearing is demonstrated.     

轮式铣刨机电辅助驱动系统速度匹配分析

以轮式铣刨机为研究对象，针对前桥驱动牵引力不足的情况进行后轮电辅助驱动，在对铣刨机辅助驱动运动学研究的基础上，设计了电辅助驱动速度匹配策略，建立了该铣刨机电辅助驱动的数学模型，并运用Simulink模块对其进行了仿真分析。结果表明：前、后轮速度匹配策略确实可行。     

驱动桥桥壳建模及模型网格化处理

驱动桥壳是汽车上的主要零件之一,桥壳不仅是承载件还是传力件,同时又是主减速器、差速器及车轮传动装置的外壳。故驱动桥壳的质量极大影响了车辆的安全使用。随着经济发展,车辆保有量的日益增长,车辆不断向高速、轻量、低能耗和高性能发展。这要求桥壳不仅有足够的强度和刚度,还要求减轻质量以及必须对结构的振动特性分析。本文主要研究在对驱动桥壳简化及通过PROE建模后,如何在Hypermesh把模型网格化及对网格的修改和检查,本文的意义在于对驱动桥壳的有限元分析提供一个基础模型。