现代设计方法在驱动桥设计中的应用现代设计方法在驱动桥设计中的应用王聪兴，冯茂林(北京科技大学土木与环境工程学院，北京101083)摘要：对研究驱动桥所涉及的可靠性工程、模态分析、CAD／CAE技术、优化算法等现代设计方法做了比较深入的分析，概述了现代设计方法在驱动桥设计中的具体应用情况。关键词：驱动桥；现代设计方法；应用中图分类号：U461文献标识码：A引言驱动桥是汽车总成中的重要承载件之一，其性能直接影响着整车的性能和有效使用寿命。驱动桥一般由桥壳、主减速器、差速器和半壳等元件组成，转向驱动桥还包括各种等速万向节，其结构更为复杂一些。传统设计是以生产经验为基础，以运用力学、数学和回归方法形成的公式、图表、手册等作为依据进行的。现代设计是传统设计的深入、丰富和发展，而非独立于传统设计的全新设计。以计算机技术为核心，以设计理论为指导，是现代设计的主要特征。利用这种方法指导设计可以减少经验设计的盲目性和随意性，提高设计的主动性、科学性和准确性。同样，对驱动桥的研究不应仅停留在传统的设计方法上，而应借助于现代设计方法以达到精益求精。本文对研究驱动桥所涉及的现代设计方法做了比较深人的研究，提出将各种设计方法互相结合，针对不同的设计内容分别应用不同的方法，以促进其设计过程趋于合理化和科学化。1CAD／CAE技术CAD是利用计算机系统在工程和产品设计的各个阶段为设计人员提供各种快速、有效的工具和手段，加快和优化设计过程及设计结果，以达到最佳设计需要的一种技术。将CAD技术应用于机械产品的设计，不但可以缩短设计周期，还可以提高设计的精确度和可靠性，从而可以实现设计过程的最佳化和自动化。其发展呈开放、集成及智能收稿日期：2004-06-07作者简介：王聪兴(1970一)，男，硕士研究生，讲师。的趋势。目前常用的三维CAD造型软件有Pro／E，UG，MDT，SolidWorks，AutoCAD等。Pm／E是一种CAD／CAE／CAM一体化的软件系统，具有强大的实体造型和表面造型功能，可以构造非常复杂的模型，产生的模型可以形成装配体，并能生成制造该模型零件的模具，无论零件模型、装配体模型还是模具模型，都可以转化为二维工程图。它采用单一的数据库，在任何阶段进行修改，各个阶段的相应数据都会自动修改。CAE方法中的有限元技术是计算数学、计算力学和计算工程科学领域里诞生的最有效的计算方法。有限元方法形态丰富，理论基础完善，且已经开发出一批通用有限元程序，使用这些软件可以成功解决工程领域众多的大型科学和计算难题，有限元计算结果已成为各类工业产品设计和性能分析的可靠依据。许多有限元分析程序将有限元分析、计算机图形学与优化技术结合起来，形成完整的计算机辅助分析系统，可以显著提高产品设计性能，缩短设计周期，增强产品的竞争力。在众多有限元分析商业软件中，ANSYS是最通用有效的软件之一，它拥有丰富和完善的单元库、材料模型库和求解器，确保高效地求解各类结构的静力、动力、振动、线性和非线性问题，热分析和热一结构耦合问题，其高级分析技术还能进行参数化设计、优化设计、拓扑优化等。CAD／CAE技术在驱动桥的研究和设计中大有用武之地。对于新产品，用CAD造出驱动桥各个元件的实体模型，用CAE对这些模型进行计算，检验其性能是否满足要求。如果不满足可以修改模型，直到满意为止。最后将模型转化为工程图，便可制造。如果将CAD／CAE与CAM或者快速成型技术结合起来，能显著缩短从设计到制造的整个产品周期。还可以生成现有零件的零件库，以便相似或系列驱动桥的设计。当然，对已有零件进行强度和失效分析以及改进也会经常用到这69现代设计方法在驱动桥设计中的应用王聪兴，冯茂林(北京科技大学土木与环境工程学院，北京101083)摘要：对研究驱动桥所涉及的可靠性工程、模态分析、CAD／CAE技术、优化算法等现代设计方法做了比较深入的分析，概述了现代设计方法在驱动桥设计中的具体应用情况。关键词：驱动桥；现代设计方法；应用中图分类号：U461文献标识码：A引言驱动桥是汽车总成中的重要承载件之一，其性能直接影响着整车的性能和有效使用寿命。驱动桥一般由桥壳、主减速器、差速器和半壳等元件...