1、工程背景及模型介绍

根据QC/T 533-1999《汽车驱动桥台架试验方法》的规定，汽车驱动桥桥壳台架试验包括驱动桥桥壳垂直弯曲刚度试验、垂直弯曲静强度试验、垂直弯曲疲劳试验。试验中支点、力点的位置如下图所示，图中箭头表示力点的位置。

驱动桥桥壳垂直弯曲刚度试验评估指标为满载轴荷时每米轮距最大变形不超过1.5mm，垂直弯曲静强度试验评估指标为Kn，Kn＞6为合格。

Kn = pn/p

式中，Kn为垂直弯曲破坏后备系数；pn为垂直弯曲破坏载荷；p为满载轴荷。

2、分析步骤

2.1 前处理

2.1.1 有限元建模及材料属性添加

将三维数模导入到Ansys Workbench，并添加材料属性。桥壳的材料为B510L1：弹性模量2e5MPa，泊松比0.3，屈服应力（Tensile  Yield Strength）355MPa，屈服极限（Tensile Ultimate Strength）610MPa。然后设定网格划分参数，并进行网格划分。此部分前处理的操作方法可参阅本站相关文章。

2.1.2 施加载荷及约束

（1）施加位移约束

双击Setup进入Static Structural模块。单击菜单Supports - Cylindrical Support，如下图所示。

安装Ctrl在桥壳模型中选择两端轴面，并使其轴向自由度为Free，如下图所示。

同样，单击菜单Supports - Fixed Support，在桥壳模型中选择一端端面，将其固定。

（2）施加载荷约束

后桥最大负荷30000N，轮距1700mm，弹簧板座距1232mm，厂家提供满载轴荷为30000N，分别以面力方式施加在弹簧板座下的桥壳部位。

选择菜单Loads - Remote Force命令。选择参考受力面，并指定受力点的坐标位置（-616,75,0），载荷类型为Components，方向为沿y轴负方向，大小为15000N，如下图所示。以同样的方法设置对称坐标点（616,75,0）处的力。

2.2 求解

首先设定求解参数。选择菜单Deformation - Total命令添加位移求解指令，然后选择菜单Stress - Equivalent（Von-Mises）命令添加应力求解指令。然后单击Solve命令按钮开始求解。

2.3 查看求解结果

桥壳的位移云图如下图所示，最大位移0.185mm，每米轮距最大位移为0.11mm，符号满载轴荷时每米轮距最大变形不超过1.5mm的要求。

桥壳的应力云图如下图所示，最大应力为43.65MPa，失效后备系数：

Kn=610/43.65=14

满足Kn>6的要求。

参考文献

【1】 李兵等编著，《Ansys Workbench设计、仿真与优化（第三版）》，北京：清华大学出版社，2013.3