重型自卸車鑄鋼驅(qū)動橋殼輕量化多目標優(yōu)化研究.pdf

1、驅(qū)動橋殼是車橋系統(tǒng)的主要承重件、傳力件和安裝基體，驅(qū)動橋殼的輕量化設計能夠增大車橋傳動系統(tǒng)的設計空間、提高整車的承載效率以及行駛平順性。在驅(qū)動橋系統(tǒng)中，驅(qū)動橋殼的輕量化設計是前提和基礎，其決定著整橋輕量化的空間和水平。驅(qū)動橋殼輕量化優(yōu)化時，其性能指標質(zhì)量、疲勞壽命、強度、剛度和模態(tài)之間存在著耦合關系，故采用多目標優(yōu)化方法來妥協(xié)尋優(yōu)。
　　依據(jù)國家標準QC/T533-1999《汽車驅(qū)動橋殼的臺架試驗方法》對驅(qū)動橋殼進行垂直彎曲剛性、

2、垂直彎曲疲勞臺架試驗和關鍵受力點的應力測試試驗，得到了橋殼在臺架工況下的剛性位移、疲勞壽命和關鍵受力點的靜動載應力時間歷程?；谟邢拊ńⅡ?qū)動橋殼的虛擬臺架試驗模型，將仿真得到橋殼臺架性能結(jié)果與實際臺架試驗對比，得出橋殼虛擬臺架模型的精度較高。
　　選取橋殼的最大垂向力、最大牽引和制動力、最大側(cè)向力、最大靜應力典型工況進行仿真分析，結(jié)果表明橋殼的強度及剛度性能滿足要求且呈現(xiàn)富余。對橋殼進行自由模態(tài)分析，得到橋殼各階模態(tài)振型和頻率

3、值，并提出橋殼模態(tài)性能評價指標;對橋殼進行3.0倍滿載軸荷垂直彎曲疲勞壽命分析，將仿真得到的壽命值和關鍵測點的動載應力與實際疲勞臺架試驗對比，得出橋殼疲勞壽命預測的準確度?；诙囿w動力學理論建立8×4自卸車的整車虛擬樣機模型，施加組合強化路譜激勵，得到橋殼板簧座處的垂向隨機載荷譜，并進行了載荷譜激勵下的橋殼疲勞壽命仿真，結(jié)果表明橋殼疲勞壽命有較大盈余，可以進行輕量化設計。
　　對橋殼本體進行多工況拓撲優(yōu)化和形狀優(yōu)化，橋殼本體減重1

4、0.25kg且優(yōu)化后本體結(jié)構(gòu)受力更均勻。選取橋殼本體變截面處壁厚為設計變量，通過CATIA參數(shù)化建模、ANSA網(wǎng)格批量劃分和最優(yōu)拉丁方抽樣技術(shù)，得到不同壁厚參數(shù)下的60個橋殼樣本模型，通過仿真得到橋殼靜強度、彎曲剛度、一階模態(tài)頻率和載荷譜激勵下的疲勞壽命的響應值，以橋殼質(zhì)量和疲勞壽命為優(yōu)化目標，結(jié)合RBF徑向基近似模型和多目標遺傳算法尋優(yōu)得出最佳的截面壁厚組合。對半軸套管和橋包的厚度進行了基于疲勞壽命的多目標輕量化設計，橋殼減重8.4k