載貨汽車非斷開式后驅(qū)動(dòng)橋殼支承汽車重量并將載荷傳給車輪，是重要的承載部件和傳力部件。后驅(qū)動(dòng)橋車輪上所承受的垂向力、牽引力、制動(dòng)力、側(cè)向力都是通過后驅(qū)動(dòng)橋殼傳到懸掛及車架或車廂上。因此，承受多種載荷作用的后驅(qū)動(dòng)橋殼性能的好壞直接影響農(nóng)用載貨汽車可靠性和有效使用壽命。某型農(nóng)用載貨汽車非斷開式后驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。
      農(nóng)用載貨汽車工作環(huán)境較差，合理地設(shè)計(jì)后驅(qū)動(dòng)橋殼,降低動(dòng)載荷，保證強(qiáng)度和剛度，將有利于提高農(nóng)用載貨汽車行駛的平順性和可靠性。驅(qū)動(dòng)橋殼的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是將橋殼簡化成一個(gè)簡支梁并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)的方法,這種設(shè)計(jì)方法存在較多局限性。本文利用軟件 Workbench對(duì)某型農(nóng)用載貨汽車非斷開式驅(qū)動(dòng)橋殼進(jìn)行有限元分析，根據(jù)有限元模型建立的原則，對(duì)后驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)簡化，得到4種典型工況下的橋殼應(yīng)力和位移變形分布規(guī)律。
      在UG中建立某型農(nóng)用載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋殼的三維模型，在保證有限元分析精度前提下，對(duì)模型進(jìn)行簡化，以提高運(yùn)算速度，忽略如油孔等不重要的結(jié)構(gòu)，保留對(duì)有限元分析有影響的部分。本文建立的后驅(qū)動(dòng)橋殼模型尺寸參數(shù)為：壁厚8 mm，輪距1640 mm，板簧距910 mm。結(jié)構(gòu)主要包括：橋殼本體、兩個(gè)板簧座、兩個(gè)輪轂總成和一個(gè)凸包組本文利用ANSYS Workbench進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用四面體網(wǎng)格。經(jīng)ANSYS Workbench劃分網(wǎng)格后，該有限元模型共有節(jié)點(diǎn)數(shù)420691，單元數(shù)245532，如圖所示。
      農(nóng)用載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋殼工作環(huán)境較差，因?yàn)樾旭偣r的變化，后驅(qū)動(dòng)橋殼受力不斷變化。后驅(qū)動(dòng)橋殼上所承受的載荷的大小和方向直接影響到有限元分析計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。農(nóng)用載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋殼承受車輪負(fù)荷、驅(qū)動(dòng)力、制動(dòng)力和側(cè)向力。本文計(jì)算時(shí)將復(fù)雜的受力狀況簡化成4種典型的工況（垂向力工況、牽引力工況、制動(dòng)力工況以及側(cè)向力工況），分別分析不同靜態(tài)載荷作用下的響應(yīng)。4種工況下的受力大小計(jì)算如下。
      加載方式和約束條件確定，為保證后驅(qū)動(dòng)橋殼受力分析時(shí)不會(huì)產(chǎn)生剛性位移并且能夠便于計(jì)算分析，本文確定的加載方式和約束條件如表2所示。
      某些農(nóng)用載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋滿載時(shí)承受載荷43120 N，動(dòng)載荷系數(shù)2.5，橋殼承受垂向力26950 N，此時(shí)后驅(qū)動(dòng)橋殼經(jīng)ANSYS Workbench分析的應(yīng)力分析云圖和總變形分析云圖如圖所示。
      圖中，應(yīng)力集中出現(xiàn)在橋殼凸包邊緣以及彈簧座和輪轂邊緣區(qū)域，應(yīng)力為23.992 MPa，遠(yuǎn)小于材料的屈服應(yīng)力極限值，橋殼其他區(qū)域應(yīng)力較小，能夠滿足強(qiáng)度要求。圖中，位移變形較大區(qū)域出現(xiàn)在橋殼兩板簧座之間區(qū)域，變形量出現(xiàn)在橋殼凸包區(qū)域，變形量為0.039 2mm。該農(nóng)用載貨的輪距為1.64 m，每米輪距變形量為0.0239 mm/m，其值遠(yuǎn)小于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定滿載軸荷時(shí)每米輪距變形量1.5 mm/m，橋殼滿足剛度要求。
      此工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)以轉(zhuǎn)矩工作。農(nóng)用載荷汽車滿載，后驅(qū)動(dòng)橋殼主要承受垂向力和側(cè)向力，分別為25872 N 和29117.80 N。此時(shí)后驅(qū)動(dòng)橋殼經(jīng)ANSYS Workbench分析的應(yīng)力分析云圖和總變形分析云圖如圖所示。