赵磊+包文文+马源

摘 要：基于半浮式半軸结构，采用ANSYS Workbench进行受力分析，确定半轴在垂向力和扭矩复合作用下的应力分布情况。CAD建模和CAE分析两者的结合可缩短半轴的设计及制造成本。该方法具有普遍性，对全面提升汽车关键受力构件的设计水平和设计质量具有重要现实意义。

关键词：半浮式半轴；CAD三维建模；ANSYS Workbench有限元分析；静力分析

中图分类号： U462 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）06-155-2

1 概述

半轴是介于差速器和驱动轮之间传递动力的实心轴，是传动系统的重要零部件之一。半轴内端设置花键与差速器的半轴齿轮连接，外端通过凸缘与驱动轮的轮毂相连。现在汽车半轴分为全浮式半轴支承和半浮式半轴支承，典型的半浮式半轴结构如图1所示。

半浮式半轴广泛应用在承受反力和弯矩较小的汽车上，半浮式半轴只能使半轴内端免受弯矩，而外端则承受全部弯矩[1]。

半浮式半轴同时承受扭矩和弯矩，工作环境比较恶劣，确定其应力分布是非常重要的，因此对半浮式半轴进行静力分析。应用最广泛的分析类型是线性静力分析，常用于线弹性材料，静态加载等情况。在静态载荷作用下应充分考虑结构的约束，忽略对计算结果无影响的惯性，阻尼以及质量。

由经典力学理论可知，物体的动力学通用方程为：

2 半轴三维模型的建立

CATIA V5是IBM和法国达索公司共同研发的三维设计软件，大量应用在零部件建模、车身外型设计、机械加工及分析以及模拟等方面[3]。

应遵循适当的原则和方法来建立三维实体模型：