童林军，曾 威

(1.佛山职业技术学院汽车工程学院，广东 佛山 528137；2.西安石油大学机械工程学院，陕西 西安 710065)

十字轴作为车辆传动系统的重要部件，在使用过程中频繁受到冲击载荷的作用，若其强度不能达到使用要求，会导致轴颈断裂，影响车辆的正常使用。为了提高十字轴结构强度，田辉等[1]采用有限元方法对某型车辆十字轴的结构强度进行了分析，并通过分析结果优化了十字轴结构，提高了十字轴的整体强度。陈科等[2]使用变曲率曲线作为轴根过渡曲线，降低了十字轴轴根位置应力集中的问题。付胡代等[3]使用ANSYS软件分析了十字轴工况下的应力分布情况，并使用试验设计与重复有限元分析的方式，对应力较大的轴根圆弧曲线进行了优化，提高了十字轴的强度。

上述工作通过分析十字轴工况下的应力分布情况，并对十字轴的轴根圆弧曲线半径进行了优化，一定程度上提高了十字轴的结构强度，提高了车辆的使用可靠性。但是，在分析过程中均将十字轴载荷作为一个确定值，没有考虑车辆在使用过程中载荷的随机性及其对十字轴轴根圆弧半径设计的影响，不能够保证十字轴结构的最优性。同时，在优化过程中需要重复使用有限元方法分析不同轴根圆弧半径下的结构强度，导致优化成本较高，优化计算求解效率较低。

本文充分考虑车辆十字轴载荷的随机性，将之作为一个随机变量，并使用Kriging方法构建十字轴强度关于轴根圆弧半径的近似模型，建立十字轴结构优化数学模型，采用遗传算法对十字轴的结构进行优化设计，获得具有全局最优性的十字轴结构。……