小宝看汽车|型矿用车驱动桥壳结构强度与模态分析，NTE240( 二 )
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图3应力云图
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图4变形云图
从图3可以看出 ， 后悬架支座上的最大应力为330.08MPa ， 位于悬架支座端部与桥壳的焊接处 ， 小于桥壳材料的屈服极限590MPa ， 故桥壳在强度方面满足要求 。 从图4可以看出 ， 桥壳发生变形的最大位移为1.25mm ， 其每米轮距最大变形量为0.23mm ， 小于规定的1.5mm/m 。 因此在满载动载荷工况下驱动桥壳结构设计满足要求 。 根据满载最大加速度启动工况的运动和受力情况 ， 对驱动桥壳施加相应约束和载荷 ， 求解结果见图5和图6 。
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图5应力云图
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图6变形云图
从图5可以看出 ， 后悬架支座上的最大应力为182.95MPa ， 位于后悬架下支座与桥壳的焊接位置 ， 主要受到悬架对支座的冲击 ， 是由悬架传递到后桥壳上的力造成的 ， 其数值小于材料的屈服强度590MPa 。 从图6可知 ， 驱动桥壳的最大变形为0.62283mm ， 每米轮距的最大变形量为0.1143mm ， 小于规定值 。 因此 ， 在满载最大加速度启动工况下桥壳结构设计满足要求 。 2.2驱动桥壳模态分析模态分析虽然是最简单的动力学分析 ， 却有极大的实用价值 ， 可以确定结构的固有频率和振型 ， 避免发生共振 ， 预测在不同载荷下结构的振动形态 ， 同时其还是随机振动分析、响应谱分析、谐响应分析等动力学分析的基础 。 通过Ansys进行模态分析 ， 将桥壳模型AnsysWorkbench进行相应的接触设置和网格划分 。 模态分析的提取方法采用分块Lanczos法 ， 提取桥壳前14阶频率 ， 其固有频率如表1所示 。
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由表1可知 ， 桥壳前6阶固有频率为刚体模态 ， 第7阶到第10阶的模态振型云图如图7~图10所示 。
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图7第7阶振型云图
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图8第8阶振型云图
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图9第9阶振型云图
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图10第10阶振形云图
对自卸车驱动桥壳的激励主要来自于路面激励以及发动机的振动频谱成分 。 路面激励频率主要属于高程部分 ， 而驱动桥壳的频率偏低 ， 两者频率成分并不相称 ， 能避免发生共振 。 发动机的转速一般为1500~2500r/min ， 其频率范围为25~41.67Hz ， 由表1可知驱动桥壳的频率小于15Hz ， 大于55Hz ， 可有效避开发动机的工作频率 。 因此 ， 驱动桥壳有效避免了由于路面不平度和发动机引起的共振 ， 其结构设计较合理 。
【小宝看汽车|型矿用车驱动桥壳结构强度与模态分析，NTE240】3结语本文对NTE240型电动轮矿用自卸车驱动桥壳进行了静力学分析 ， 得到桥壳在多种工况下整体的应力变形分布规律 ， 可以发现桥壳具有较大的安全裕度 ， 强度和刚度符合要求 。 在模态分析中 ， 桥壳的频率避开了由于路面激励和发动机工作频率引起的共振 ， 结构设计合理 。 本文的分析结果可以为桥壳结构的动力学分析和改进桥壳的设计提供依据 。
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