基于整车动力学仿真的后桥壳疲劳寿命分析与改进

汽车工程

２００９年（第３１卷）第２期

ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

２００９（Ｖ０１．３１）Ｎｏ．２

２００９０２３

基于整车动力学仿真的后桥壳疲劳寿命分析与改进木

唐应时１，张武１，段心林１，李克安２，和进军１

（１．湖南大学，汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙４１００８２；２．湖南理工学院机电系，岳阳４１４０００）

［摘要］

针对某越野车在改型过程中后桥壳在台架疲劳试验时出现局部开裂的情况，应用ＡＤＡＭＳ／Ｃａｒ建立

了整车动力学模型，进行动力学仿真，得出危险工况冲击载荷下桥壳的受力情况。采用ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ对桥壳进行了疲劳寿命计算，结果与试验吻合。分析其存在的不足，并提出了改进方案。对改进后的桥壳再次进行疲劳计算，满足设计要求，试制后进行台架试验，寿命达到国家标准要求。

关键词：动力学仿真；后桥壳；疲劳寿命分析；改进

ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆＲｅａｒＡｘｌｅＨｏｕｓｉｎｇＦａｔｉｇｕｅＬｉｆｅ

Ｂａｓｅｄ

ｏｎ

ＶｅｈｉｃｌｅＤｙｎａｍｉｃｓＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＷｕｌ，Ｄｕａｎ

Ｄｅｓｉｇｎ

ＴａｎｇＹｉｎｇｓｈｉｌ，Ｚｈａｎｇ

１．Ｈｕｎａｎ

Ｘｉｎｌｉｎｌ，ＬｉＫｅａｎ２＆Ｈｅ

ａｎｄ

Ｊｉｎｊｕｎｌ

４１００８２；

４１４０００

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｔａｔｅ研ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄ

ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ

ＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｆｏｒＶｅｈｉｃｌｅ８０ａｒ，Ｃｈａｎｇｓｈａ

ｏｆｓｃ如ｒｗａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｙｕｅｙａｎｇ

２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ

Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ

［Ａｂｓｔｒａｃｔ］

ｔｈｅｆｏｒｃｅｓｅｘｅｒｔｅｄ

Ｉｎｖｉｅｗｏｆｃｒａｃｋ

ＯＣＣＵｌＴｅｎｃｅ

ｏｆ

ｒｅａｒ

ａｘｌｅｈｏｕｓｉｎｇｉｎｆａｔｉｇｕｅｔｅｓｔｄｕｒｉｎｇｔｈｅ

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ａ

ＳＵＶｍｏｄｉ—

ｆｉｃａｔｉｏｎ，ａｃｏｍｐｌｅｔｅｖｅｈｉｃｌｅｄｙｎａｍｉｃｓｍｏｄｅｌｉｓｂｕｉｌｔｕｓｉｎｇＡＤＡＭＳ／Ｃａｒａｎｄ

ｏｎ

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ａｘｌｅｈｏｕｓｉｎｇｉｎｃｒｉｔｉｃａｌｉｍｐａｃｔｌｏａｄｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｏｆａｘｌｅｈｏｕｓｉｎｇｉｓ

ｃａｕｓｅｓ

ｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ，ｗｈｉｃｈｗｅｌｌａｇｒｅｅｓｗｉｔｈｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅ

ｓｏｍｅ

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ａｒｅ

ａｎａｌｙｚｅｄａｎｄ

ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓｃｈｅｍｅｓ

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ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｏｆｍｏｄｉｆｉｅｄｈｏｕｓｉｎｇｉｓｃｈｅｃｋａｇａｉｎ，ｗｈｉｃｈｍｅｅｔｓｄｅｓｉｇｎ

ｏｎ

ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｂｅｎｃｈｔｅｓｔｓａｒｄ．

ａｌｓｏｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ

ｔｒｉａｌｐｒｏｄｕｃｅｄｈｏｕｓｉｎｇｗｉｔｈｉｔｓｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｍｅｅｔｉｎｇｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄ—

ＫｅｙｗｏｒｄＳ：ｄｙｎａｍｉｃｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｒｅａｒａｘｌｅｈｏｕｓｉｎｇ；ｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅａｎａｌｙｓｉｓ；ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ

试验时出现局部开裂的情况，建立该车的整车动力

日ＩＪ吾

驱动桥桥壳是汽车的重要零件之一，它是主减速器、差速器、半轴的外壳，一方面它起着支撑汽车荷重的作用，另一方面将载荷传给车轮，以及将路面反作用力传递给车身，它既是承载件又是传力件¨’。桥壳不仅承受静载荷，更多时候是在交变载荷下工作，疲劳破坏成为其失效最主要的原因口ｊ。因此，桥壳在设计时不仅要保证其强度与刚度，而且疲劳寿命必须加以考虑并满足设计要求。

针对某越野车在改型过程中后桥壳在台架疲劳

１．１

学模型，根据相关标准及理论，确定后桥壳的危险工况，利用ＡＤＡＭＳ／Ｃａｒ进行整车动力学仿真，得到该

工况下后桥壳的受力情况。根据受力在有限元软件

ＡＮＳＹＳ

Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ中对其进行了疲劳寿命分析，找

出其薄弱位置并提出改进建议。将改进后的结构重新分析并进行台架试验，满足寿命要求，未再出现开裂情况。１

整车仿真模型的建立与验证

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“９８５工程”汽车先进设计制造技术科技创新平台项目、国家８６３计划项目（２００２ＡＡ５０３０１０）资助。原稿收到日期为２００８年４月１４日，修改稿收到日期为２００８年７月２１日。

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