合理利用有限元分析验证汽车前桥的强度

目前对汽车车桥的强度、刚度以及疲劳寿命等相关性能的验证主要依赖经验公式以及室内车桥台架试验、室外搭载整车的试验，但是这往往造成物力、人力、财力的浪费，同时其测试的周期过长，给产品的研发也带来困难。

近年来不少国内外学者利用有限元分析软件对汽车车桥进行静态分析、模态分析、瞬态分析以及疲劳寿命分析、结构优化设计等研究。利用有限元软件对前驱动桥进行三种典型工况的静强度分析，根据计算结果提出结构改进方案。通过对不平路面、侧向行驶、牵引力行驶和紧急制动四种极限工况下驱动桥壳进行强度分析，从计算结果中得知此结构满足强度要求，为后续的疲劳寿命分析提供依据和输入数据。

对重型商用车驱动桥壳进行三种典型工况（即铅垂力工况、切向力工况、侧向力工况）静力计算，除铅垂力工况外其余两个工况均满足强度、刚度要求，提出板簧座的结构修改方案。

利用有限元软件对江淮汽车某一驱动桥壳进行模态分析，根据其计算结果进行相应的结构改进，使其有良好的动态性能。又对驱动桥壳进行多输入、多输出模态分析，即多点激励法模态分析（MIMO），相比于单点激励，多点激励更加准确，精度更高，改良了单点激励带来的能量不足以及分布不均。

运用有限元软件结合有限元理论针对驱动桥建立了动力模型，进行模态分析，并对照实验结果，分析结果与实验结果基本一致，同时对驱动桥进行了瞬态分析，确定了瞬态激励的动态响应的位移和应力情况，为改进驱动桥的结构提供了依据。

利用多体动力学软件motionview建立了驱动桥的虚拟样机模型，对驱动桥进行了多工况动力学分析，输出了多种工况下与桥壳连接的悬架、轮胎的动载荷曲线。总结出静力分析的不足之处，为下一步的疲劳分析和结构优化提供依据。

以往对驱动桥进行疲劳分析主要采用高应变区域的方法，依赖静力分析、实验测试结果以及经验方法和公式，但是疲劳分析实际上是动态响应分析，静态的应变场难以取代动态的应变场。采用实验模态分析简谐动态应变场作为疲劳分析的输入参数，基于动态响应分析结果建立转向驱动桥疲劳分析模型。基于此种方法可以更加准确地查找出疲劳危险区域，并对其进行抗疲劳结构优化设计。