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分动器是四驱汽车中的核心部件,分动器的设计和制造水平在一定程度上决定了四驱汽车性能。随着四驱汽车的普及,对分动器在体积、重量和可靠性、NVH等方面提出了更高的要求。因此对分动器壳体的模态特性、疲劳寿命、静力学特性和分动器传动机构的力学特性进行研究具有重要的意义。 本文以一款四驱汽车的分时分动器作为研究对象,首先以计算模态分析理论为基础、基于ABAQUS软件,建立分动器壳体有限元模型,求解分动器壳体的自由模态参数。同时以试验模态分析理论为基础,基于DH5922动态信号采集分析系统,对分动器结构进行试验模态分析。将计算模态结果与试验模态结果进行对比,发现计算模态和试验模态的振型基本相同,频率误差最大为5.09%,误差较小,从而验证了有限元模型的准确性。 其次,根据分动器两驱档、高速四驱档和低速四驱档时的动力传动路径,在Romax中建立分动器的传动模型。同时以分动器配套的发动机输出最大扭矩、变速器处于一档和倒档的工况作为研究工况,再对分动器传动机构进行载荷谱分析,求解得传动机构对壳体的作用力,为分动器静力学分析提供载荷参数。 最后,对分动器的壳体结构进行静力学分析和疲劳分析。以东华 DH3815N静态应变测试系统为信号采集平台,得到壳体测点应力值,并与相同输入载荷下的有限元仿真结果进行对比,结果表明同一位置的应力值基本一致,最大误差为8.7%,从而验证有限元模型和传动模型的准确性。在有限元仿真软件ABAQUS输入典型工况下的载荷,进行静力学分析,求解得分动器壳体的最大主应力的最大值为180MPa,小于壳体材料的屈服极限,最大变形量0.050mm,变形量较小。应用疲劳分析软件FE-SAFE对分动器壳体进行高周疲劳分析和低周疲劳分析,求解得壳体最小安全系数为1.369,大于许用安全系数,壳体是安全的。