在如今全球一体化的节能环保大环境下,随着汽车技术的不断发展,轻量化已经成为广大越野汽车制造企业应对国家新油耗法规的重要设计原则。后桥总成作为汽车传动系统的关键零部件,其性能和轻量化水平越来越受到关注。本文以某轻型越野汽车后桥壳总成为研究对象,通过设计计算、有限元分析以及工程试验,对后桥壳总成进行轻量化设计,并实现预期目标。本文以正在研发的某轻型越野汽车的后桥壳总成为研究对象,基于后桥壳本体的结构,按以结构优化为主、工艺优化和材料优化为辅的方法,对后桥壳总成进行了轻量化的设计。通过拓扑优化的方法将后桥壳体、后桥壳盖、后桥壳管整合在一起,将后桥壳总成优化成的整体式结构;基于整体式后桥壳总成的结构,对冲压工艺进行了优化,提高了产品的工艺性;在后桥壳总成结构和工艺优化的基础上,进行了材料的合理优化。根据同类车型设计经验和计算结果,利用CATIA软件建立满足轻量化设计的整体式后桥壳总成的3D数模,并用Hypermesh软件进行网格划分,通过传统的计算公式以及行业内主流的MSC.Nastran、ABAQUS、ANSYS/Workbench等CAE分析软件对后桥壳总成的垂直弯曲静强度和垂直弯曲刚性进行计算。通过进行有限元分析,并根据应力与变形等分析结果,来判定后桥壳总成的结构是否需要进一步优化、3D数模是否需要进一步修正。基于设计计算和经过有限元分析的3D数模,进行物理样机制造、后桥壳总成台架试验、后桥壳总成搭载整车进行台架模拟整车道路试验和整车综合可靠性道路试验,以验证轻量化后桥壳总成结构的有效性和符合性,从而达到实现后桥壳总成轻量化的目的。在实际的开发过程中,进行了整体式后桥壳总成与三段式后桥壳总成的设计计算、CAE分析和台架试验结果的对比。实际验证结果表明,在后桥壳总成的强度和性能满足要求的前提下,通过轻量化设计可以实现1kg的减重,证明了对后桥壳总成进行轻量化设计和开发的可行性。基于3D数模进行了成形仿真分析,通过Autoform和Dynaform软件进行后桥壳总成的成形仿真分析,同时预测了采用充液成形能够进一步实现后桥壳总成轻量化的可能性。