介绍了应用UG/NX软件对汽车驱动桥壳进行参数化设计的方法，并对某轻型货车建立了其驱动桥壳的动力学模型。在考察其变形、强度和刚度的基础上，对影响桥壳强度和刚度的因素进行了设计研究，并进行了产品结构优化设计。和传统的设计方法相比，这种方法提高了精度和效率。
1 前言
车辆驱动桥壳的功用是支承并保护主减速器、差速器和半轴等，使左右驱动车轮的轴向相对位置固定；同从动桥一起支承车架及其上的各总成重量；汽车行驶时，承受由车轮传来的路面反作用力和力矩，并经悬架传给车架。
驱动桥壳应有足够的强度和刚度，质量小，并便于主减速器的拆装和调整。由于桥壳的尺寸和质量比较大，制造较困难，故其结构型式在满足使用要求的前提下，要尽可能便于制造。
驱动桥壳可分为整体式桥壳和分段式桥壳两类。整体式桥壳具有较大的强度和刚度，且便于主减速器的装配、调整和维修，因此普遍应用于各类汽车上。
目前，车辆驱动桥壳的设计大多还是图解法，这种设计计算量大且很复杂，精度不高。应用计算机的可视化技术和参数化造型和建模能力，在车辆的设计阶段进行三维实体建模，并利用有限元分析方法进行满载荷静力学分析，2.5倍满载轴荷下的垂直弯曲强度和刚度计算，并进行模态分析和参数化结构优化。从而提高车辆驱动桥壳结构的设计水平，减少实际试验研究费用和时间，提高设计效率。
2 UG软件简介及其结构分析方法
Unigraphics（UG） CAD/CAM/CAE系统提供了一个基于过程的产品设计环境，使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成，从而优化了企业的产品设计与制造。而且，在设计过程中可进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟，提高设计的可靠性。
通过在实践中运用UG软件，作者总结了一套结构分析方法和分析步骤：
（1）参数化建模：包括建立构件的实体模型，建立设计变量，并施加约束和载荷等；
（2）满载荷静力学分析：确定8mm桥壳每米轮距变形量和最大许可应力值；
（3）结构模态分析：确定不同设计变量下的结构固有频率及振型，并与试验值比较；
（4）参数化优化设计：在指定优化目标、定义约束和定义变量之后，计算出最优结果。
3 有限元分析模型的建立
对产品进行参数化建模，可以用参数建立起零件内各特征之间的相互关系。同时，通过设计时设定的关联参数，实现相关部件的关联改变，可以有效地减少设计改变的时间及成本，并维护设计的完整性。设计软件采用UG/NX，基于自顶向下（Top-Down）原则对产品进行设计，根据关键参数和UG/WAVE技术建立起零部件之间的几何和位置的相关性。
建立好的参数化模型如下：
图1 参数化模型
由于部件三维模型中的细节将影响整个结构的网格分布，增加网格的数量，使模型过于复杂。因此，对三维模型去掉那些对分析影响不大的特征（如倒角、圆角等）和一些小孔。
采用UG/Scenario for structure进行网格划分，划分网格时选用四面体10节点单元（四面体10节点单元具有较高的刚度及计算精度），全局单元尺寸大小为18.3，进行网格自动划分，建立起桥壳有限元网格模型，共有63218个节点，32293个单元。
图2 有限元模型
4 桥壳结构有限元分析
4.1 有限元分析方案
后桥是汽车中的重要部件，它承受着来自路面和悬架之间的一切力和力矩，是汽车中工作条件最恶劣的总成之一，如果设计不当会造成严重的后果。为保证后桥设计的可行性和工作的可靠性，在设计过程中必须对其应力分布、变形等进行计算和校核。
进行分析、评估和校核的项目如下：
（1）后桥壳垂直弯曲强度和刚度计算
（2）后桥总成模态分析，计算后桥壳总成的固有频率及振型
桥壳的相关数据：驱动桥满载后轴重为5.5T，簧距880mm，轮距1586mm，板簧座上表面面积7079mm2，面载荷为
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