一种用于汽车电驱动桥结构的仿真方法技术

本发明专利技术提供一种用于汽车电驱动桥结构的仿真方法，包括：根据电驱动桥结构建立桥壳模型，并对所述桥壳模型进行有限元网格划分处理；设置桥壳模型的载荷与约束条件，以对桥壳模型的强度、刚度和密封性进行有限元仿真；在设定载荷作用下生成S

【技术实现步骤摘要】
一种用于汽车电驱动桥结构的仿真方法


[0001]本专利技术涉及汽车零部件仿真的
，具体为一种用于汽车电驱动桥结构的仿真方法。

技术介绍

[0002]低速电动车驱动桥多采用承载式桥结构，在较低成本下实现驱动桥的最大承载能力。在实际应用中，车身垂向载荷、轮胎所受路面冲击等载荷将作用于桥壳上，对桥壳的强度、刚度和疲劳寿命等方面的性能带来一定的挑战。常见的低速电动车驱动桥多采用三段式桥结构，该结构方案技术较为成熟，缺点是桥壳中段是分段制造的，最终通过焊接工艺进行连接，对焊接工艺性要求较高。针对三段式桥焊接工艺性要求高的问题，高效准确的仿真方法校核桥壳结构性能对于设计方案的优化和冻结具有重要意义。现有的仿真方法是参照驱动桥台架测试试验标准《QC/T533
‑
1999
‑
汽车驱动桥台架试验方法》，合理约束两侧支点自由度，完成有限元模型垂直弯曲刚性试验工况的仿真模拟。按照2.5倍满载轴荷计算校核桥壳垂向弯曲刚度和强度，并在此基础上校核桥壳结构的垂直弯曲疲劳寿命。但在校核桥壳垂向弯曲疲劳寿命时，没有考虑焊接区域的材料性能与结构特征对疲劳寿命的影响，也缺少对承载桥密封性能和螺栓强度等方面的影响因素的考虑。因此，如何对承载桥的密封性能、强度、刚度和疲劳寿命进行准确仿真，具有重要的意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种用于汽车电驱动桥结构的仿真方法，解决现有电动车驱动桥的承载仿真缺少考虑焊接区域的材料性能、密封性能和螺栓等因素对疲劳寿命影响的问题，能提高驱动桥仿真的准确性，以优化驱动桥结构的设计。
[0004]为实现以上目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0005]一种用于汽车电驱动桥结构的仿真方法，包括：
[0006]根据电驱动桥结构建立桥壳模型，并对所述桥壳模型进行有限元网格划分处理；
[0007]设置桥壳模型的载荷与约束条件，以对桥壳模型的强度、刚度和密封性进行有限元仿真；
[0008]在设定载荷作用下生成S
‑
N曲线，并根据所述S
‑
N曲线校核在多次循环次数下电驱动桥的疲劳安全寿命是否达到设定要求，如果否，则判定性能不达标。
[0009]优选的，所述设置桥壳模型的载荷与约束条件，包括：
[0010]将法兰盘与半轴套管、弹簧座与半轴套管之间采用共节点方式建模，以模拟焊接关系；
[0011]将电驱动桥的焊条、半轴套管、冲压法兰盘重合区域采用共节点方式建模，以模拟焊接关系；
[0012]将螺栓、减速器壳体、定位销和法兰盘接触区域建立接触关系，并定义接触面摩擦系数。
[0013]优选的，所述设置桥壳模型的载荷与约束条件，还包括：
[0014]约束左侧弹簧座XYZ平动和XY转动，约束右侧弹簧座XZ平动与XY转动，并将2.5倍满载轴荷平均加载在左右两侧制动器安装法兰轴承座处。
[0015]优选的，还包括：
[0016]在垂向载荷作用下，通过电驱动桥的受力分析以确认在弹簧座跨距内的受力状态，并通过公式计算得到半轴套管最大弯曲正应力σ，其中，W
z
为半轴套管的抗弯截面系数，M为弹簧座的力矩，F为电驱动桥的受力载荷，a为弹簧座的宽度；
[0017]获取仿真得到的半轴套管弹簧跨距内的最大Mises应力值，并与所述半轴套管最大弯曲正应力σ进行比较，如果误差范围在10％内，则判定约束条件合理，否则需要重新调整约束关系。
[0018]优选的，还包括：
[0019]获取仿真得到的满载轴荷下的每米轮距变形量，并根据变形参照标准判断所述变形量是否小于1.5mm，如果是，则判定垂向变形指标达标。
[0020]优选的，还包括：
[0021]获取仿真得到的壳体合箱面的滑移量与张开量，并判断是否小于10微米，如果是，则判定壳体密封性指标达标。
[0022]优选的，还包括：
[0023]获取螺栓预紧力，对螺栓建立实体网格模型，将螺栓预紧力添加至每个螺栓指定横截面上，在螺栓预紧力工况后建立垂向载荷加载工况，以添加垂向载荷至每个螺栓上，进而仿真得到螺栓应力分布。
[0024]优选的，还包括：
[0025]根据承载后桥壳的螺栓应力分布，获取仿真得到的螺栓最大应力，并判断是否小于材料屈服极限，如果是，则判定螺栓的强度指标达标。
[0026]优选的，还包括：
[0027]获取仿真得到的关键部件的疲劳安全系数，如果所述疲劳安全系数大于1.2，则判定对应的关键部件的疲劳寿命指标达标。
[0028]本专利技术提供一种用于汽车电驱动桥结构的仿真方法，通过建立桥壳模型，并设置桥壳模型的载荷与约束条件，以进行有限元仿真，并根据生成的S
‑
N曲线校核电驱动桥的疲劳安全寿命，进而判定性能是否达标。能解决现有电动车驱动桥的承载仿真缺少考虑焊接区域的材料性能、密封性能和螺栓等因素对疲劳寿命影响的问题，能提高驱动桥仿真的准确性，以优化驱动桥结构的设计。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0030]图1为本专利技术提供的一种用于汽车电驱动桥结构的仿真方法的示意图。
[0031]图2是本专利技术实施例提供的仿真流程示意图。
[0032]图3是本专利技术实施例提供的电驱动桥结构的示意图。
[0033]图4是本专利技术实施例提供的电驱动桥受力示意图。
[0034]图5是本专利技术实施例提供的电驱动桥受力分析示意图。
具体实施方式
[0035]为了使本
的人员更好地理解本专利技术实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本专利技术实施例作进一步的详细说明。
[0036]针对当前
[0037]本专利技术提供一种用于汽车电驱动桥结构的仿真方法，解决现有电动车驱动桥的承载仿真缺少考虑焊接区域的材料性能、密封性能和螺栓等因素对疲劳寿命影响的问题，能提高驱动桥仿真的准确性，以优化驱动桥结构的设计。
[0038]如图1所示，一种用于汽车电驱动桥结构的仿真方法，包括：
[0039]S1：根据电驱动桥结构建立桥壳模型，并对所述桥壳模型进行有限元网格划分处理；
[0040]S2：设置桥壳模型的载荷与约束条件，以对桥壳模型的强度、刚度和密封性进行有限元仿真；
[0041]S3：在设定载荷作用下生成S
‑
N曲线，并根据所述S
‑
N曲线校核在多次循环次数下电驱动桥的疲劳安全寿命是否达到设定要求，如果否，则判定性能不达标。
[0042]具体地，如图2所示，将桥壳模型离散化，并对电驱动桥的受力载荷与约束进行定义，通过桥壳模型对承载桥的密封性能、强度、刚度与疲劳寿命进行仿真。在2.5倍满载轴荷作用下得到的应力场作为疲劳载荷谱输入FEMFAT软件中，赋予焊丝、减速器壳体、法兰盘和半轴套管等零部件材料属性后，生成S
‑
N曲线，校核在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车电驱动桥结构的仿真方法，其特征在于，包括：根据电驱动桥结构建立桥壳模型，并对所述桥壳模型进行有限元网格划分处理；设置桥壳模型的载荷与约束条件，以对桥壳模型的强度、刚度和密封性进行有限元仿真；在设定载荷作用下生成S
‑
N曲线，并根据所述S
‑
N曲线校核在多次循环次数下电驱动桥的疲劳安全寿命是否达到设定要求，如果否，则判定性能不达标。2.根据权利要求1所述的用于汽车电驱动桥结构的仿真方法，其特征在于，所述设置桥壳模型的载荷与约束条件，包括：将法兰盘与半轴套管、弹簧座与半轴套管之间采用共节点方式建模，以模拟焊接关系；将电驱动桥的焊条、半轴套管、冲压法兰盘重合区域采用共节点方式建模，以模拟焊接关系；将螺栓、减速器壳体、定位销和法兰盘接触区域建立接触关系，并定义接触面摩擦系数。3.根据权利要求2所述的用于汽车电驱动桥结构的仿真方法，其特征在于，所述设置桥壳模型的载荷与约束条件，还包括：约束左侧弹簧座XYZ平动和XY转动，约束右侧弹簧座XZ平动与XY转动，并将2.5倍满载轴荷平均加载在左右两侧制动器安装法兰轴承座处。4.根据权利要求3所述的用于汽车电驱动桥结构的仿真方法，其特征在于，还包括：在垂向载荷作用下，通过电驱动桥的受力分析以确认在弹簧座跨距内的受力状态，并通过公式计算得到半轴套管最大弯曲正应力σ，其中，W
z
为半轴套管的抗弯截面系数，M为弹簧座的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑海兵，黄光颖，张义成，付杨成，彭帮亮，陈伟，
申请(专利权)人：安徽江淮汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：