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汽车车桥安全性研究中CAE的应用

来源：义和车桥浏览：- 发布日期：2017-09-29 07:50:17【大中小】

车桥作为重型汽车底盘四大系统（传动系统、制动系统、行驶系统、转向系统）之一的传动系统中不可或缺的重要组成部件，转向驱动桥由差速器、主减速器、桥壳、主销、转向节框、半轴等重要部件构成。它不仅起到支撑车架、车厢的作用，承受不同路面经轮胎带来的各种作用力和力矩，还要将载荷传给车轮，而且还可以利用转向节框和主销实现汽车转向。

由于重型汽车在不同路面上行驶，车桥受到各种复杂的载荷作用，为了提高车桥的安全可靠性，在设计的时候必须满足车桥的强度、刚度以及疲劳寿命设计要求。同时由装配公差带来的安全性问题也不可忽视，合理选择公差范围，改变结构降低应力显得尤为重要。对车桥进行轻量化设计，按照传力路线合理布置材料，提高材料利用率，可以达到在满足强度要求下降低零部件应力，降低成本的目的，同时零部件的轻量化设计已经成为各个车桥厂家重点关心的问题。

但是目前各车桥厂家主要还是以经验设计与试验相结合的方法，若在试验过程中发现设计缺陷，再利用经验设计方法对其进行修改，再试验再修改循环往复直至达到相应的标准和要求。这无疑造成成本的增加和时间的浪费，而且其设计过程具有盲目性，过于依赖设计师的经验，不利于产品的研发。

随着计算机的快速发展使得有限元理论可以得到更加广阔的应用，CAE（计算机辅助工程）应运而生，可以快速并准确地解决复杂的工程问题。CAE起步于航天有限元开发，随着有限元软件的商业化，使用的场所变得越来越广泛。CAE不仅囊括线性和非线性的静力学结构分析、动态特性分析等结构分析，还包括流体分析、电磁学分析、优化等多方面的范畴。在汽车上的运用包括整车和汽车前桥的强度分析和模态分析、刚度分析、疲劳耐久性分析、振动噪声分析；整车碰撞安全分析平顺性、操作稳定性分析等方面的研究。利用计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造(CAM)与试验相结合的方法不但可以在产品研发早期就发现设计缺陷，并提出合理的结构改进方案，将风险降到最低，提高了产品质量，而且可以缩短产品研发周期，降低产品研发成本。