利用CATIA软件建立了某重型汽车用冲焊桥壳总成的三维参数化模型,运用ANSYS Workbench软件在4种典型工况下对冲焊桥壳进行了静力分析,结果表明,在仅将桥壳壁厚由14mm减为11mm时,桥壳的刚度和强度不能满足使用要求;将桥壳材料由Q460C改为QK460,应力集中区域结构尺寸进行一定修改后,桥壳的刚度和强度达到了使用要求。按改进方案成功试制出轻量化桥壳。采用疲劳试验机对试制桥壳进行了台架试验,结果显示,桥壳的平均疲劳寿命可达到138.6万次,平均垂直弯曲失效后备系数可达到10.2,满轴载荷时每米轮距最大变形量为1.08mm。

驱动桥壳作为汽车的重要承载部件,必须满足刚度和强度的要求,传统的设计理念为了保证性能需求,一般采用冗余设计。通过CAD/CAE的一体化建模技术,采用三维数学模型与有限元模型之间的联合设计,基于OptiStruct的尺寸优化算法实现驱动桥壳的轻量化设计。利用CATIA创建驱动桥壳三维数学模型,导入HYPERMESH力学、动力学分析、疲劳分析验证驱动桥壳满足使用标准,再在OptiStruct求解器做优化分析,经过多次迭代计算,得到分析结果。优化后的桥壳成质量为152. 042 kg,减少了50. 075 kg,减重达到24. 78%,然后对优化后驱动桥壳进行分析,最后对试制的优化后桥壳进行疲劳台架试验,分析和试验结果表明,优化后桥壳满足试验标准,对同类型的轻量化设计有一定的参考价值。