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汽車車橋安全性研究中CAE的應用

來源：義和車橋瀏覽：- 發布日期：2017-09-29 07:50:17【大中小】

車橋作為重型汽車底盤四大系統（傳動系統、制動系統、行駛系統、轉向系統）之一的傳動系統中不可或缺的重要組成部件，轉向驅動橋由差速器、主減速器、橋殼、主銷、轉向節框、半軸等重要部件構成。它不僅起到支撐車架、車廂的作用，承受不同路面經輪胎帶來的各種作用力和力矩，還要將載荷傳給車輪，而且還可以利用轉向節框和主銷實現汽車轉向。

由于重型汽車在不同路面上行駛，車橋受到各種復雜的載荷作用，為了提高車橋的安全可靠性，在設計的時候必須滿足車橋的強度、剛度以及疲勞壽命設計要求。同時由裝配公差帶來的安全性問題也不可忽視，合理選擇公差范圍，改變結構降低應力顯得尤為重要。對車橋進行輕量化設計，按照傳力路線合理布置材料，提高材料利用率，可以達到在滿足強度要求下降低零部件應力，降低成本的目的，同時零部件的輕量化設計已經成為各個車橋廠家重點關心的問題。

但是目前各車橋廠家主要還是以經驗設計與試驗相結合的方法，若在試驗過程中發現設計缺陷，再利用經驗設計方法對其進行修改，再試驗再修改循環往復直至達到相應的標準和要求。這無疑造成成本的增加和時間的浪費，而且其設計過程具有盲目性，過于依賴設計師的經驗，不利于產品的研發。

隨著計算機的快速發展使得有限元理論可以得到更加廣闊的應用，CAE（計算機輔助工程）應運而生，可以快速并準確地解決復雜的工程問題。CAE起步于航天有限元開發，隨著有限元軟件的商業化，使用的場所變得越來越廣泛。CAE不僅囊括線性和非線性的靜力學結構分析、動態特性分析等結構分析，還包括流體分析、電磁學分析、優化等多方面的范疇。在汽車上的運用包括整車和汽車前橋的強度分析和模態分析、剛度分析、疲勞耐久性分析、振動噪聲分析；整車碰撞安全分析平順性、操作穩定性分析等方面的研究。利用計算機輔助工程（CAE）、計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造(CAM)與試驗相結合的方法不但可以在產品研發早期就發現設計缺陷，并提出合理的結構改進方案，將風險降到最低，提高了產品質量，而且可以縮短產品研發周期，降低產品研發成本。