由于部件三维模型中的细节将影响整个结构的网格分布,增加网格的数量,使模型过于复杂。因此,对三维模型去掉那些对分析影响不大的特征(如倒角、圆角等)和一些小孔。
采用UG/Scenario for structure进行网格划分,划分网格时选用四面体10节点单元(四面体10节点单元具有较高的刚度及计算精度),全局单元尺寸大小为18.3,进行网格自动划分,建立起桥壳有限元网格模型,共有63218个节点,32293个单元。

图2 有限元模型
4 桥壳结构有限元分析
4.1 有限元分析方案
后桥是汽车中的重要部件,它承受着来自路面和悬架之间的一切力和力矩,是汽车中工作条件最恶劣的总成之一,如果设计不当会造成严重的后果。为保证后桥设计的可行性和工作的可靠性,在设计过程中必须对其应力分布、变形等进行计算和校核。
进行分析、评估和校核的项目如下:
(1)后桥壳垂直弯曲强度和刚度计算
(2)后桥总成模态分析,计算后桥壳总成的固有频率及振型
桥壳的相关数据:驱动桥满载后轴重为5.5T,簧距880mm,轮距1586mm,板簧座上表面面积7079mm2,面载荷为

材料09SiVL-8的弹性模量为 5Mpa,泊松比为0.3,材料密度为7850㎏/m ,根据国内外经验,垂向载荷均取为桥壳满载负荷的2.5倍即为9.5MPa。材料许可应力[σ]s=510~610 MPa。
试验数据: 满载荷最大位移1.5㎜。
4.2 结构静力学分析
计算桥壳的垂直弯曲刚度和强度的方法是将后桥两端固定,在弹簧座处施加载荷,将桥壳两端6个自由度全部约束,在弹簧座处施加规定的载荷。当承受满载轴荷时,根据国家标准,桥壳最大变形量不超过1.5㎜/m,承受2.5倍满载轴荷时,桥壳不能出现断裂和塑性变形。
根据建立的有限元分析模型,通过PE solve解算器,计算了部件在2.5倍满载荷条件下的位移和应力。

图3 2.5倍满载荷条件下的位移

图4 2.5倍满载荷条件下的应力