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拖拉机后桥壳作为拖拉机的主要承载件之一,其复杂的工况与恶劣的工作环境决定了拖拉机后桥壳在设计过程中必须要有足够的强度与刚度。本文以某大马力拖拉机后桥壳为研究对象,通过有限元软件Hyper Mesh/Opti Strcut对拖拉机后桥壳进行模态分析和静力学分析,同时进行了自由模态试验。根据约束模态分析结果来分析后桥壳的动态特性。根据自由模态分析结果与模态试验结果的对比,以此来验证建立的后桥壳有限元模型的正确性。通过对静力学分析结果的分析,校核了拖拉机后桥壳的强度与刚度。最后在静力学分析的基础上对拖拉机后桥壳进行拓扑优化,并且根据优化结果对后桥壳结构进行改进。本文主要研究工作如下:(1)结合企业提供的拖拉机后桥壳的图纸,通过三维软件CATIA建立后桥壳的三维几何模型并作适当的简化。然后将模型导入有限元软件进行几何清理、划分网格、建立连接关系等,从而得到拖拉机后桥壳的有限元模型。(2)使用Opti Strcut软件对后桥壳进行自由模态分析和约束模态分析,通过分析拖拉机后桥壳约束模态的前6阶模态参数,验证了其不会与外在激励发生共振。然后采用锤击法对后桥壳进行自由模态试验。通过对试验结果与自由模态分析结果的对比与分析,验证了建立的拖拉机后期壳体有限元模型的正确性。(3)对拖拉机后桥壳进行静力学分析。结合拖拉机后桥壳的实际工况,主要分析拖拉机的最大牵引力工况、紧急制动工况、农具提升工况。根据后桥壳的实际工况确定边界条件和载荷。在Hyper Mesh/Opti Strcut软件中建立约束和载荷并进行三种工况下的静力学分析,通过分析后桥壳三种工况下的应力与变形情况,校核后桥壳的强度与刚度。同时由分析结果得知后桥壳的材料利用率不高的问题,需要对拖拉机后桥壳进行必要的轻量化研究。(4)针对后桥壳存在的材料利用率不高的问题,本文对拖拉机后桥壳进行轻量化研究。主要通过Opti Strcut对拖拉机后桥壳进行拓扑优化。在保证拖拉机后桥壳强度和刚度的条件下,结合拓扑优化的结果确定了最终的改进方案。然后对优化后的后桥壳结构重新进行最大牵引力工况、紧急制动工况、农具的提升工况下的静力学分析以及模态分析,通过对结果的分析发现,后桥壳和半轴套在满足强度、刚度的条件下分别减轻了12.33%和10.3%,提高了材料的利用率,从而实现了对拖拉机后桥壳轻量化的目的。