PREDICTION AND OPTIMIZATION OF FATIGUE LIFE OF ELECTRIC DRIVE AXLE HOUSING FOR COMMERCIAL VEHICLE UNDER MULTIPLE CONDITIONS

ZHANG Zhiyang; GONG Qingshan; LIU Min; JIANG Zhigang; ZHANG Guangguo

doi:DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.03.016

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PREDICTION AND OPTIMIZATION OF FATIGUE LIFE OF ELECTRIC DRIVE AXLE HOUSING FOR COMMERCIAL VEHICLE UNDER MULTIPLE CONDITIONS

·Optimization·Reliability· | 更新时间：2025-04-03

- PREDICTION AND OPTIMIZATION OF FATIGUE LIFE OF ELECTRIC DRIVE AXLE HOUSING FOR COMMERCIAL VEHICLE UNDER MULTIPLE CONDITIONS
- Journal of Mechanical Strength Vol. 47, Issue 3, Pages: 129-135(2025)
- 作者机构：
  
  1.湖北汽车工业学院机械工程学院，十堰 442002
  2.湖北汽车工业学院艺术与设计学院，十堰 442002
  3.武汉科技大学机械自动化学院，武汉 430065
- 作者简介：
  
  LIU Min, E-mail: 654276858@qq.com
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52375508);Key Project of Hubei Provincial Department of Education(D20211803);Hubei University of Automotive Technology Doctoral Fund(BK202001)
- DOI：DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.03.016
  CLC：
- Received：05 July 2023，
  
  Revised：22 August 2023，
  
  Published：15 March 2025
- 稿件说明：
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张志阳，龚青山，刘敏，等. 商用车电驱动桥壳多工况疲劳寿命预测及优化［J］. 机械强度，2025，47（3）：129-135.

ZHANG Zhiyang，GONG Qingshan，LIU Min，et al. Prediction and optimization of fatigue life of electric drive axle housing for commercial vehicle under multiple conditions［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（3）：129-135.
张志阳，龚青山，刘敏，等. 商用车电驱动桥壳多工况疲劳寿命预测及优化［J］. 机械强度，2025，47（3）：129-135. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.03.016.

ZHANG Zhiyang，GONG Qingshan，LIU Min，et al. Prediction and optimization of fatigue life of electric drive axle housing for commercial vehicle under multiple conditions［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（3）：129-135. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.03.016.

摘要

驱动桥壳在实际行驶过程中由于长期受到交变循环载荷的作用，

发生疲劳破坏的可能性较大。为了判断某商用车轮边电机电驱动桥的驱动桥壳在设计时是否满足疲劳寿命的要求，建立了驱动桥的三维模型和有限元模型。首先，对其进行惯性释放分析，得出其静强度、刚度满足要求。其次，基于nCode DesignLife软件，使用名义应力法，结合材料的

S⁃N

曲线和疲劳加载曲线，采用新的汽车行业标准对其在垂直弯曲疲劳、制动疲劳和横向疲劳多工况下的疲劳寿命进行了预测。结果发现，驱动桥壳在制动疲劳和横向疲劳工况下的疲劳寿命不满足标准中的要求，须对其进行结构优化。最后，对驱动桥壳进行了加筋优化处理。结果表明，优化后的驱动桥壳在最大冲击工况下最大应力减小了95.8 MPa，最大变形减小了1.064 mm，且在3种疲劳工况下的最低疲劳寿命分别提升了107.6、28.9、49.7万次，均超出了标准中的要求，证明了驱动桥壳结构优化的可行性，有效缩短了研发周期，并降低了研发成本。

Abstract

In the course of real operation

the drive axle housing is likely to undergo fatigue failure due to prolonged exposure to cyclic alternating loads.To determine whether the drive axle housing of a commercial vehicle’s wheel-side electric motor complying with fatigue life requirements at the design stage

a three-dimensional model and finite element model of the drive axle were established. Firstly

an initial inertia release analysis was performed，indicating that its static strength and stiffness met the requirements.Secondly

based on this foundation，utilizing nCode DesignLife software

using the nominal stress method in conjunction with the material’s

⁃

curve and fatigue loading curve

a new automotive industry standard was employed to predict the fatigue life of the housing under multiple conditions，such as vertical bending fatigue

braking fatigue and lateral fatigue.The results revealed that the fatigue life of the drive axle housing under braking fatigue and lateral fatigue conditions did not meet the requirements set out in the standard

necessitating structural optimization. Finally

reinforcement optimization was performed on the drive axle housing. The results show that

through optimization，the maximum stress of the drive axle housing is reduced by 95.8 MPa and the maximum deformation is decreased by 1.064 mm under the maximum impact conditions.Additionally

the minimum fatigue life under three different fatigue conditions is improved respectively by 1.076 million cycles

289 000 cycles

and

497 000 cycles

exceeding the requirements stated in the standards.This validates the feasibility of optimizing the drive axle housing structure

effectively shortening and reducing the research and development cycles and associated costs.

关键词

Keywords

references

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