林加新

（200093上海市 上海理工大学 机械工程学院）

0 引言

汽车后桥桥壳在汽车整体中充当着承载整车质量和保护汽车一些零部件的角色，其质量与性能的好坏对于整车来说十分重要，也对汽车行进过程中乘坐人员的安全性产生直接影响[1-2]。在汽车行驶过程中，后桥桥壳始终承受着交变载荷的作用，设计后桥桥壳时，除了满足必要的刚度与强度要求外，也可以在此基础上减少后桥桥壳的质量，这样能够减少整车动载荷，进一步提高整车的运动平稳性和乘车舒适性[3]。

国内外学者对后桥桥壳的优化进行了一定的研究，部分学者是从设计经验上对后桥桥壳的尺寸进行修改，以此达到优化的目的，也有部分学者是通过有限元仿真软件对后桥桥壳进行优化，但优化结果存在仿真结果与实际不符、优化结果不明显等问题[4-5]，因此，将国内某型号汽车后桥桥壳作为研究对象，利用CATIA软件设计后桥桥壳模型，并导入ANSYS有限元软件进行静应力分析，在不影响汽车各方面性能的要求下，以空间结构优化为目标，采用拓扑优化对后桥桥壳进行优化分析，进一步改善优化结果，为实际设计与加工提供一定的指导意义。

1 后桥桥壳的有限元建模

1.1 模型的确定

该型号汽车的后桥桥壳选用整体式结构，壳身采用可锻铸铁进行整体铸造，半轴套管位于桥壳的两端。后桥壳前部和主减速器连接，后部为可拆式后盖，后桥壳上装有通气塞。后桥桥壳总长为1 800 mm，簧板距为970 mm，桥壳厚度为8 mm，选用材料为可锻铸铁，表1为材料的性能参数，图1为后桥桥壳尺寸参数。……