中型卡車驅(qū)動橋振動分析

王雨晨 賈海云

（合肥財經(jīng)職業(yè)學(xué)院，安徽 合肥 230601）

1 序言

汽車及中型卡車是日常生產(chǎn)生活中不可缺少的交通運輸工具，汽車的安全性能至關(guān)重要，而汽車的共振是汽車失效形式中的一種重要形式。汽車底盤是汽車的重要部件，其中車橋是底盤的重要零件之一。驅(qū)動橋位于汽車傳動系統(tǒng)的末端[1]，既是傳力件，又是傳動件。汽車在行駛過程中，驅(qū)動橋受到外界激勵不僅來自地面，還會受到發(fā)動機帶來的振動激勵。當汽車底盤系統(tǒng)的驅(qū)動車橋受到的外界激勵，且此時產(chǎn)生與驅(qū)動橋固有頻率相同時，驅(qū)動橋?qū)l(fā)生共振效應(yīng)。驅(qū)動橋此時產(chǎn)生的共振效應(yīng)對驅(qū)動橋的壽命產(chǎn)生巨大影響，直接縮短驅(qū)動橋的使用壽命。因此研究驅(qū)動橋的振動極其重要。本文主要通過SOLIDWORKS構(gòu)建驅(qū)動橋三維模型，以ANSYS軟件對驅(qū)動橋進行有限元 分析[2]。

2 驅(qū)動橋殼有限元分析

2.1 創(chuàng)建三維模型

根據(jù)廠家提供的二維圖紙建立卡車驅(qū)動橋殼的三維模型如圖2.1所示。

圖2 .1 驅(qū)動橋殼3D模型圖

2.2 驅(qū)動網(wǎng)格劃分

將建立好的三維模型導(dǎo)入ANSYS中進行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分的結(jié)果如圖2.2所示。

圖2 .2 卡車驅(qū)動橋殼網(wǎng)格劃分模型

2.3 模態(tài)分析

其中卡車驅(qū)動橋殼前六階固有頻率趨于零，則驅(qū)動橋殼的前六階自由模態(tài)為剛體模態(tài)。故前六階自由模態(tài)不會影響驅(qū)動橋殼自由模態(tài)的固有頻率和振型[3]。所以本文只從驅(qū)動橋殼第七階模態(tài)進行分析。

由上述驅(qū)動橋殼的自由模態(tài)固有頻率和模態(tài)振型結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)第七階固有頻率為243.35Hz，固有頻率隨著階數(shù)的增大而增加。

3 外界激勵頻率

在卡車實際的行駛工況中，發(fā)動機、路面和輪胎對卡車的激勵頻率影響最大[4]。其中路面和輪胎的激勵頻率f1為0～50Hz，卡車發(fā)動機的激勵頻率f2求解方程為：

式中 ：

j—發(fā)動機行程數(shù)，該發(fā)動機為四沖程，故j=4；

n—發(fā)動機轉(zhuǎn)速；

Z—發(fā)動機氣缸數(shù)；

根據(jù)上述計算出的結(jié)果，可以求得發(fā)動機，路面和輪胎對驅(qū)動橋殼的總激振頻率f=f1+f2=50 + 85 =135Hz。

4 結(jié)論

由此發(fā)現(xiàn)驅(qū)動橋殼受到的總激勵頻率遠小于其自由模態(tài)下第七階固有頻率。所以驅(qū)動橋殼不會產(chǎn)生共振，橋殼設(shè)計滿足設(shè)計要求[5]。