课题研究的主要内容是应用有限元分析方法对三维模型进行静动态分析，继而完成对驱动桥壳结构参数进行优化的最终目的，具体内容如下：

（1）研究驱动桥壳结构组成，确定驱动桥壳的基本尺寸。

（2）建立结构的有限元模型。根据有限元理论，运用CAD/CAM/CAE软件Pro/E建立变速器的实体模型，导入有限元分析软件ANSYS中生成有限元模型。

（3）静态分析。利用有限元分析软件ANSYS对有限元模型施加载荷并求解，得到节点位移，并求得单元应变和应力，获得应变、应力云图。

（4）模态分析。利用有限元分析软件ANSYS对有限元模型进行模态分析，得到桥壳的固有频率。

（5）优化设计。在静力学分析的基础上，在ANSYS中应用参数化建模的方法，再对其优化设计，得到了满足约束状态下的最优设计变量。

本文在桥壳的基础上，应用Pro/E建立三维模型，通过ANSYS对其静态分析和动态分析，并在ANSYS进行优化，再通过建立优化后的尺寸进行Pro/E建模，在对其静动态检验，最终达到对其优化的目的，主要设计过程和分析结论如下：

（1）Pro/E桥壳模型的简化及创建，在创建的过程中进行相应的简化，并尽可能符合实际尺寸，并且通过直接与ANSYS建立连接，经过网格划分和定义材料属性后，生成有限元模型。

（2）利用ANSYS对驱动桥壳的四种典型工况：最大垂向力工况、最大牵引力工况、最大制动力工况，最大侧向力工况。合理确定了各工况下的约束条件和加载方式，计算得出了各工况下的桥壳应力分布和变形结果，并对其进行了结果的分析，分析结果表明原桥壳各典型工况下符合国家安全标准，并且与材料的需用应力存在一定距离，有一定的优化空间。

（3）采用模态分析中的Block Lanczos模态提取方法，对桥壳进行自由模态分析和约束模态分析，结果表明在两种模态分析下，桥壳的频率均不在汽车经常发生的振动频率范围内，达到安全标准。

（4）在ANSYS中进行参数化建模；由于在ANSYS中建立曲面比较困难，所以对桥壳进行了再次简化，以桥壳壁厚X=14mm为设计变量进行建模。

（5）利用ANSYS对参数化模型进行初步优化，以壁厚为设计变量，以应力s1、s3、SEQV,和位移UY为状体变量，以体积为目标函数进行优化，得到出步优化尺寸X=13.083mm，体积减少了3.2%。

（6）以优化后尺寸出初选为X=13mm进行Pro/E再次建模，在重新导入ANSYS中经过静态分析和模态分析后证明壁厚为13mm的模型符合标准，体积实际减少了3.2%,达到了优化的目的。