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基于DX拓扑优化分析对SGH1型车桥的减重设计
发表时间:2009-11-5    作者: 闫维 王洋  来源: 安世亚太
随着汽车工业的飞速发展,相关的各类汽车产品竞争日趋激烈,如何在如此激烈的竞争中达到企业客户双赢,也是考验产品研发人员的一个问题,本文基于workbench中的拓扑优化对SGH1型车桥进行逆向设计,对优化设计前后的桥壳结构性能进行了对比分析。
 

1 前言
    汽车驱动桥桥壳是汽车的重要承载件和传力件,驱动桥壳应具有足够的强度,刚度和良好的疲劳耐久性,合理的设计驱动桥壳也是提高汽车安全性和舒适性的重要措施。本文基于workbench中的DX对SGH1型桥壳进行了减重设计,并对减重前后的桥壳进行了强度计算。
2 优化设计前后模型有限元分析
2.1 CAE模型简介
    SGH1型桥壳三维 CAD模型简化后如图一所示 :


图一


    此次分析采用实体单元模拟该桥,经划分网格后,减重前该桥的有限元模型共有229654个节点,115089个单元;减重后该桥的有限元模型共有201225个节点,97989个单元。该桥减重前后有限元模型如图二,图三所示:


图二 减重前有限元模型 图三 减重后有限元模型


    材料的弹性模量为2.0e5MPa,泊松比为0.3,密度为 7.85e3kg/m3本文主要分析该桥的静强度,边界约束条件尽量模拟该桥的实际约束情况。
2.2 计算工况分类
    分析所采用载荷工况详见下表,本次分析主要是以下三种工况的静强度分析。


表一:


2.3 计算结果分析
    本次强度分析主要关注减重部分的强度。
2.3.1各工况最大应力值(MPa)如表二所示:


表二:


2.3.2 各工况应力云图比较:
    2.5倍动载荷弯曲工况应力云图见图4、图5。


图4 减重前主减壳应力云图          图5 减重后主减壳应力云图


    扭转工况应力云图见图6、图 7。


图6 减重前主减壳应力云图          图7 减重后主减壳应力云图


    弯扭组合工况应力云图见图8、图9。


图8 减重前主减壳应力云图  图9 减重后主减壳应力云图


3 结论
    通过以上表格和应力云图对比可知,减重优化后的模型强度依然满足要求,可以看出优化设计在逆向设计中也可以起到很好的指导作用,通过减重设计解约了材料,降低了成本,目前此设计已经通过了本公司实验的验证。

责任编辑:杜凯
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