基于实际载荷谱的汽车半轴疲劳寿命预测
基于有限元法的半轴强度和疲劳寿命计算_章文强
再根据 所采 用的 单 个 UDD S工 况 12km 循 环 工况, 时 间 1369s来计算即可得到这个载 荷谱情 况下的 传动轴 寿命 转换 为里程数为:
E S = 1 / D i @ 12km = 8728. 9916086 @ 12km
= 104747. 8993032km 处理结果后得传 动轴可行驶里程数为 104747km
Zhang W en- q iang, Ju L i- juan, W u Guang- q iang
(A utom o tive co llege of T ongj i university, Shanghai 201804, China )
Abstrac t: T raditiona lm ethod of ana ly zing carcs transm ission shaft has several d isadvantag es, such as long ca lculating tim e
# 93#
Vo l 20 N o 6 2007-12
机械研究与应用 M ECHAN ICAL RESEARCH & APPL ICAT ION
第 20卷 第 6期 2007年 12月
( 1) 单 个 UDDS 循 环工 况 里程 12km, 时 间 1369s, 合 计 0. 38h, 15 万 km 含 12500 个 U DD S 循 环 工 况, 累 计 时 间 为 4750h, 每个扭矩区间以最大扭矩加载。
12km8728991608612km1047478993032km处理结果后得传动轴可行驶里程数为104747km笔者在有限元法的基础上通过建立半轴三维模型和有限元模型利用有限元分析软件ansys计算得到半轴的应力然后根据半轴有限疲劳寿命设计理论结合某车型实际载荷谱计算出半轴的疲劳使用寿命通过计算结果可知半轴寿命基本达到使用要求但不是很理想还需进行进一步优化设计
基于虚拟载荷谱的车桥结构疲劳寿命估算
基于虚拟载荷谱的车桥结构疲劳寿命估算
基于虚拟载荷谱的车桥结构疲劳寿命估算是一种利用虚拟载荷谱技术来估算车桥结构疲劳寿命的方法。
具体步骤如下:
1. 获取车桥结构在实际使用中的载荷谱数据,例如通过在车桥结构上安装传感器或利用实际交通流量数据来获取。
2. 利用虚拟载荷谱技术,根据获取到的载荷谱数据,生成虚拟载荷谱。
3. 将生成的虚拟载荷谱加载到车桥结构的有限元模型上,利用有限元分析软件进行疲劳分析。
4. 根据疲劳分析结果,估算车桥结构的疲劳寿命,并给出相应的疲劳损伤和寿命评估报告。
需要注意的是,基于虚拟载荷谱的车桥结构疲劳寿命估算方法需要依赖于准确的载荷谱数据和虚拟载荷谱技术,同时还需要考虑到车桥结构的材料、几何形状、制造工艺等多种因素对疲劳寿命的影响。
因此,在实际应用中,需要综合考虑各种因素,选择合适的估算方法和技术手段,以确保估算结果的准确性和可靠性。
汽车底盘部件疲劳寿命预测研究
汽车底盘部件疲劳寿命预测研究随着社会的发展和经济水平的提高,人们对汽车的需求也日益增长。
汽车由各种不同的零部件组成,其中底盘部件是汽车的重要组成部分,直接影响着汽车的行驶安全和稳定性。
然而,由于汽车长期在各种环境下运行,底盘部件的疲劳寿命成为制约汽车行驶安全和可靠性的主要因素。
因此,针对汽车底盘部件的疲劳寿命预测研究具有重要的理论和实践价值。
一、疲劳寿命预测的必要性底盘部件的疲劳寿命预测是指对底盘部件在不同工况下的疲劳寿命、损伤范围以及失效模式进行计算和分析。
疲劳寿命预测的主要目的是评估底盘部件在使用过程中的寿命和安全可靠性。
如果底盘部件无法在规定寿命内发现并更换,那么可能会导致严重的事故,给人们的生命财产造成巨大的损害。
例如,汽车底盘部件中的螺栓或是轮轴在使用过程中会面临较大的应力和疲劳载荷,例如承载车身质量和转向力等。
如果螺栓或轴承受太多的应力,可能会发生裂纹和断裂,导致车辆失控等严重后果。
因此,疲劳寿命预测是确保底盘部件长期稳定、可靠工作的必要条件。
二、疲劳寿命预测的方法目前,汽车底盘部件的疲劳寿命预测方法主要有有限元分析方法、试验方法以及统计推断方法等。
1. 有限元分析方法有限元分析方法是一种通过计算机模拟推断疲劳寿命的方法。
通过有限元分析软件,可以将底盘部件的实体模型转换为数字模型,并在数字模型的基础上进行不同条件下的受力分析和疲劳寿命预测。
有限元分析方法具有计算精度高、计算速度快的优点,因此广泛应用于汽车底盘部件的疲劳寿命预测中。
2. 试验方法试验方法是通过实验测定底盘部件的疲劳寿命。
常用的试验方法包括低周反复试验(常称为低周疲劳试验)、高周反复试验(常称为高周疲劳试验)和高温蠕变试验等。
试验方法能够直接反映底盘部件的疲劳寿命,但是实验成本高、周期长,且结果会受到实验条件的影响。
3. 统计推断方法统计推断方法是一种基于大量数据统计的方法。
通过对大量底盘部件疲劳失效数据进行统计分析,可以得出底盘部件的平均疲劳寿命、失效概率等。
基于nCode的新型汽车半轴的疲劳分析
基于nCode的新型汽车半轴的疲劳分析戴俊平;栗宜猛;尤迪;牛建华【摘要】根据汽车半轴实际受力状况和摆线型面联接的特点提出一种新型半轴,并且运用有限元理论和疲劳分析理论对其进行有限元分析和疲劳可靠性分析。
首先对新型半轴的简化结构进行了建模和有限元静态特性分析,然后定义了载荷谱和材料参数,选用S-N疲劳设计,利用疲劳分析软件nCode Design-Life对该结构进行了疲劳可靠性分析,得出模型的疲劳损伤云图和各节点的疲劳寿命,确定了容易发生疲劳破坏的位置和各节点的疲劳寿命,为半轴结构的进一步优化设计提供了理论依据。
%This paper puts forward a new type of axle shaft based on the actual stress and the characteristics of cycloidal surface. The finite element analysis and fatigue reliability analysis are finished using FEM and fatigue theory. Firstly ,the finite element model of the axle shaft is established and its static character is analyzed. Then load spectrum and material parameters are defined,S-N curve fatigue design and the nCode Design-Life software are used to analyze fatigue reliability of the axle shaft. Fatigue nephograms and fatigue life of every node are obtained. A scientific design reference were provided for the optimization design.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】3页(P66-68)【关键词】摆线;半轴;疲劳分析;nCode Design-Life【作者】戴俊平;栗宜猛;尤迪;牛建华【作者单位】陕西理工学院机械工程学院,陕西汉中723003;陕西理工学院机械工程学院,陕西汉中723003;陕西理工学院机械工程学院,陕西汉中723003;陕西理工学院机械工程学院,陕西汉中723003【正文语种】中文【中图分类】TH1220 引言半轴是汽车传动系统中一个重要的零部件。
基于实测路谱的动力总成壳体疲劳寿命预测
AUTOMOBILE APPLIED TECHNOLOGY2018年第6期10. 16638/ki. 1671-7988. 2018. 06. 016基于实测路谱的动力总成壳体疲劳寿命预测翟文涛W,崔勇奎2,李瑞U(1.同济大学汽车学院,上海201804; 2.中国第一汽车股份有限公司技术中心,吉林长春130011)摘要:文章介绍了基于实测试验场道路载荷谱进行动力总成壳体疲劳寿命预测的方法,通过三向加速度传感器实测可靠性试验路面上动力总成壳体悬置点位置载荷谱数据,应用nCodeDesignKfe进行有限元分析软件,考虑对材料的S-N曲线进行修正,进行动力总成壳体模型疲劳寿命仿真预测。
根据预测的结果,得出动力总成壳体方案满足疲劳寿命仿真要求的结论。
并且得到的疲劳寿命云图,可以发现疲劳寿命薄弱位置,为结构设计和优化提供了一定的参考依据。
该方案通过了整车可靠性试验,验证了有限元分析的正确性。
关键词:动力总成壳体;载荷谱;疲劳分析;有限元分析中图分类号:U467文献标识码:B文章编号:1671-7988(2018)06-46-03Fatigue Analysis of Powertrain Shell based on the Measured Road SpectrumZhai Wentao1,2, Cui Yongkui2, Li Rui1,2(1.College of A utomotive Engineering TongjiUniversity,Shanghai201804;2.China FAW Co.,Ltd R&D Center,Jilin Changchun 130011 )Abstract: A fatigue analysis method of powertrain shell was introduced which was based on the measured road spectrum. The load spectrum data could be obtained by Three-way acceleration sensor when the truck ran on the test road.The fatiguelife of the structure was analyzed by nCode finite element analysis software.And the modification of the s-n curve of the material should be considered.lt was concluded that the powertrain shell scheme met the requirements of fatigue life by simulation results.The weak position was found which provided a good reference for the structure design and optimization of parts.Through the reliability test of the vehicle,the correctness of the finite element analysis is verified.Keywords: powertrain shell; load spectrum; fatigue analysis; finite element analysisCLC NO.: U467 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)06-46-03刖g有限元分析方法在汽车方案设计中应用的越来越广泛。
基于实测载荷谱的副车架疲劳寿命估算方法
基于实测载荷谱的副车架疲劳寿命估算方法副车架是汽车底盘的一部分,是连接车轮、传动系统和悬架系统的主要构成部分。
它不仅要支撑整个汽车的重量,还要承受路况不良和载荷变化造成的负荷。
因此,副车架的疲劳寿命是汽车安全性和使用寿命的重要因素。
本文将讨论一种基于实测载荷谱的副车架疲劳寿命估算方法。
首先,测量和记录副车架在不同驾驶情况下的载荷变化。
它可以通过安装传感器来完成,该传感器可以记录副车架在不同路面、加速、刹车和转向等情况下的荷载。
这些测量结果可以作为载荷谱输入到疲劳寿命估算模型中。
其次,根据实验室测定得到的应力奋斗历程进行疲劳寿命试验,以获得副车架在该应力状况下的疲劳寿命。
然后可以使用疲劳寿命测试数据建立基于副车架所受载荷的疲劳寿命曲线,以估算不同载荷情况下副车架的疲劳寿命。
最后,将谱法理论应用于载荷谱中的副车架负载,得到当期载荷对应的等效疲劳载荷,并应用于副车架疲劳寿命曲线中以估算副车架的疲劳寿命。
根据所得到的结果,可以给出推荐的维护和更换周期。
然而,该方法存在的主要问题是,载荷谱的随机性质使得结果存在一定的误差。
此外,由于不同车辆的操作条件和使用环境不同,因此需要考虑实测数据的个体差异。
因此,建立一个可重复性高、可靠性强的疲劳寿命估算方法是当前研究的重点。
综上所述,随着计算机技术的不断发展,副车架的疲劳寿命估算方法将不断完善。
应在实践中运用合理的负载谱获取方法并结合疲劳寿命测试结果,以实现对汽车底盘的安全使用和长寿命的保障。
除了基于实测载荷谱的副车架疲劳寿命估算方法之外,还有一些其他方法可以用来评估副车架的疲劳寿命。
例如,可以使用计算机模型来模拟驾驶循环,并预测副车架在不同载荷下的应力状态。
它可以基于模拟结果建立疲劳寿命模型,以估算副车架的疲劳寿命。
此外,还可以使用裂纹扩展方法,以测定裂纹在副车架上扩展的速度。
通过中断试验,可以根据49CFR 393.207标准来估算副车架的疲劳状态,以确定是否需要维修或更换。
基于真实路谱的汽车疲劳寿命开发试验技术
基于真实路谱的汽车疲劳寿命开发试验技术重庆大学硕士学位论文(专业学位)学生姓名:蔡*指导教师:于今副教授兼职导师:肖攀高工学位类别:工程硕士(车辆工程领域)重庆大学汽车协同创新中心二O一五年五月The development of automotive fatigue life test technique based on the real road loadspectrumA Thesis Submitted to Chongqing Universityin Partial Fulfillment of the Requirement forProfessional DegreeByCai ChuanSupervised by Assistant Prof.Yu JinPluralistic Supervised by Senior Eng.Xiao PanSpecialty:ME( Vehicle Engineering Field)Automotive Collabarative Innovation Center ofChongqing University , Chongqing, ChinaMay 2015中文摘要摘要随着人们生活水平的提高,人们对汽车的需求量也越来越大。
与此同时,人们对汽车的品质、性能、外形等各方面提出了更严苛的要求。
对于大多数人来说汽车的使用年限是其关注的重中之重。
这也是各大汽车厂商展示自己产品品质的关键。
汽车的疲劳耐久性设计不仅对汽车的使用寿命有积极的意义,同时也对汽车的安全可靠性有重大的意义。
它是汽车行业所面对的重大课题之一。
因而,各大汽车公司和科研院所积极展开了对汽车结构的疲劳耐久寿命的研究。
通常评估其疲劳寿命采用的方法大致有三种方法:实车道路试验、台架试验以及计算虚拟疲劳试验。
实车道路试验通过在强化路面上连续行驶来验证整车及其零部件的疲劳寿命,它在车辆开发阶段有着重要意义。
汽车零部件疲劳寿命分析与预测研究
汽车零部件疲劳寿命分析与预测研究汽车零部件的疲劳寿命是一个非常重要的问题,在汽车工业中占有极其重要的地位。
汽车零部件的疲劳寿命分析与预测研究可以更好地了解汽车零部件的寿命和可靠性,为汽车设计提供更准确、可靠和高效的设计方法与理论支持。
一、汽车零部件与疲劳寿命汽车是由各种零部件组成的复杂机械系统,包括发动机、变速箱、转向系统、制动系统、悬挂系统等。
每个零部件都承担着不同的功能和负载,同时都存在疲劳寿命的问题。
疲劳是在交变载荷作用下由应力循环引起的材料损伤,它是导致机械零部件失效的主要原因之一。
汽车零部件的疲劳寿命可以影响汽车的安全性、可靠性和经济性,因此,研究汽车零部件的疲劳寿命十分必要且具有重要意义。
二、疲劳寿命分析方法疲劳寿命分析通常采用材料力学和有限元分析等方法。
其中,有限元分析是一种较为精确、可靠的分析方法,可以模拟出汽车零部件在受载状态下的应力和应变分布情况,进而得出其疲劳损伤程度、寿命等信息。
有限元分析需要输入准确的载荷边界条件和材料性能参数,但是它可以很好地表征汽车零部件的受载状态和损伤程度,为汽车零部件的疲劳寿命分析和预测提供了可靠、准确的计算手段。
三、影响汽车零部件疲劳寿命的因素汽车零部件的疲劳寿命受到众多因素的影响,主要包括材料、几何结构、工艺等方面。
材料是影响疲劳寿命的最主要因素之一,硬度、强度、韧性等指标都会对疲劳寿命产生影响。
在设计汽车零部件的时候,应该根据零部件的使用环境和工作条件,选择合适的材料以提高零部件的疲劳寿命。
另外,汽车零部件的几何结构也会直接影响其疲劳寿命,如连接方式、设计模式、边界约束等,这些因素会使汽车零部件对载荷的承载能力不同,从而影响其疲劳寿命。
另外,工艺也是影响疲劳寿命的重要因素,如清洗、加工、热处理等,它们都可能直接影响零部件的结构和性能,从而影响其疲劳寿命。
四、疲劳寿命预测方法疲劳寿命预测是疲劳寿命分析的重要环节之一,它可以为汽车零部件的设计、使用和维护提供依据。
基于道路载荷谱的车身疲劳寿命改进研究
整 车室 内道 路 模 拟试 验 分 为轮 耦 合 型道路 模 拟 试验 和轴 耦 合型 道 路模 拟 试 验 两种 类 型 。失 效
位 置 的损 伤 贡献 分 析 结 果 表 明 , 身 失 效 位 置 处 车 占比 9 % 以上 的损 伤 发生在 以垂 向激励 为 主 的各 8 种 粗糙 路 面上 , 因此 本 课 题 中采 用 轮 耦 合 方 式 的
目
—
架试 验加 载信 号 驱 动 台架 , 各 监 测 点 处 采 集 应 在 变响 应信 号 , 后 与 实 际道 路 上 采 集 的 信 号进 行 然 比较 , 图 3所 示 , 算 出误 差 信 号 , 此 修 正 驱 如 计 据
动信 号并 再 次 完 成 加 载 , 此 循 环 下 去 。当迭 代 如 点 响应 与 目标 之 间 的 误 差 达 到 允 许 范 围之 内 时 ,
9 % 以 上 的粗 糙 路 面 采 集 的 信 号 进 行 迭 代 , 流 8 其
程 图见 图 2 。
1 代1 r嘉 模 _ 嚣 拟I . 迭- 1 - ' 膝 等
图 1 车 身 开 裂 研 究 技 术 路 线
2 1 典型 路面 道路 谱 采集 .
研 究 过 程 中采 用 虚拟 试 验 台 的形 式来 建 立 目 标 车辆 的耐 久 性 虚 拟 分 析 模 型 , 虚 拟 模 型 的边 该
界输 入 条件 为轮 轴 六 分 力 信 号 和轮 轴 位 移 信 号 , 而 此信 号必 须 通 过 实 车 的道 路 载 荷 谱 采 集 得 到 。
此外 , 虑 到后期 室 内道 路 模 拟 试 验 和 C E耐久 考 A
分 析 的需要 , 车 场 道 路 试 验 采 集 的 信 号 包 括 车 试
汽车后桥半轴的疲劳寿命预测分析
汽车后桥半轴 的疲劳寿 命预 测分析
F at i gue I i f e pr edi ct i on anal ysi s on r ear axl e sh af t
庞在祥 ,王 占礼’ ,张邦成’ ,宫丽男
P ANG Za i - x i a n g , WANG Zh a n . ¨ 1 ,ZHANG B a n g . c h e n g’ ,GONG L i . n a n ( 1 . 长春工 业大学 机 电工程学院 ,长春 1 3 0 0 1 2 ;2 . 长春职业技术学 院,长春 1 3 0 0 0 0 )
减 少了产品的试验 样品数 量 ,缩 短了开发 周期 ,提 高了安 全性 ,降低了开发 成本 ,同时也为 农用 、工程车辆传动系冲 击性 能的研 究提供了参 考。 关键词 :汽车半轴 ;疲劳寿命 ;安全性 ; 有 限元分析
中图分类号 :T H 1 6 5 ,T P3 9 1 . 9 文献标识码 :A 文章编号 :1 0 0 9 —0 1 3 4 ( 2 O l 3 ) 0 5 ( 上) 一 0 1 2 0 -0 4
1 汽车后桥半轴的三维实体建模
在 进 行 三 维 实 体 建 模 前 ,对 某车 型 的汽 车 后 桥 半 轴 进 行 一 定 量 台 架 试 验 , 测 量 出所 检 验 的 汽 车 后 桥 半 轴 的 长 度 、 轴体 直径 、 花 键 模数 及 齿 数
等要 素 ,为三 维建 模提 供 必要 的依 据 。 由于ANS YS 在实 体 建 模 方 面 功 能较 弱 ,所 以
WOR KB E N CH对 整车 后 桥壳 疲 劳 寿命 成 功 的进 行 了分 析 与 改进 口 】 ;王 启唐 等 人 利用 有 限元 技术 介 绍
基于实测载荷谱的白车身疲劳寿命计算
基于实测载荷谱的白车身疲劳寿命计算朱涛1 林晓斌21上海山外山机电工程科技有限公司2英国恩科(nCode)国际有限公司上海代表处基于实测载荷谱的白车身疲劳寿命计算朱涛1 林晓斌21上海山外山机电工程科技有限公司2英国恩科(nCode)国际有限公司上海代表处摘要:汽车白车身疲劳分析由于缺乏真实载荷谱的输入而显得没有说服力,计算分析的结果往往与试车场或用户使用时发生的失效没有关联,这样导致了虚拟疲劳分析的强大作用无法发挥。
本文通过六分力轮测试系统实测了某型乘用车在试车场的载荷谱数据,以此作为输入,并综合了多种CAE手段,包括有限元网格划分、有限元分析、多体动力学分析和疲劳分析,对该乘用车的白车身在实测载荷谱作用下的疲劳寿命分布进行了计算分析,获得了有价值的结果。
同时给出了更符合真实工况的试验与虚拟相结合的白车身一体化疲劳分析流程。
关键词:白车身,虚拟疲劳分析,道路载荷谱,有限元网格划分,有限元分析,多体动力学分析1 前言汽车结构疲劳的话题在当前各大整车制造企业越来越受到重视,几乎每种新开发的车型都需要考察其疲劳耐久性能。
以前传统的方法,汽车企业对于新车型疲劳寿命的评估都是利用实车在各道路试车场进行路试[1],该方式虽然是最直接且最准确的,但测试时间却十分冗长且耗费人力与经费甚巨,即使发现了问题往往也很难去修改。
近年来计算机软硬件的迅速发展,计算机辅助工程(CAE)分析技术在静态、碰撞、振动噪音等领域均有了相当不错的应用成果,但疲劳耐久性分析需要综合有限元应力分析和动力学载荷分析等专业技术,仍需花费非常大的计算量,且计算的准确性由于没有真实的道路载荷谱(RLD)作为计算输入而缺乏说服力。
本文针对上述问题,基于在国内汽车企业已经开始成熟运用的六分力轮测试技术实测获得的某乘用车在试车场的道路载荷谱数据[2],以此作为输入,驱动建立好的整车多刚体动力学仿真模型,获取作用在白车身各连接点上的载荷谱,同时对白车身进行有限元应力场分析。
基于多体动力学模型的车身载荷谱获取及疲劳寿命评估
this methodology. The practice has proved that the combination of virtual iteration and fatigue life analysis can effectively support
Six ̄component force / N
采集通道
Acquired channel
28
轮心六向力
Six ̄component force
轴头 Hub
2 刚柔耦合整车模型建立
此轻客车辆为承载式车身结构ꎬ前悬架类型为麦
弗逊悬架ꎬ结构组成如图 5 所示ꎬ后悬架类型为钢板弹
簧非独立悬架ꎬ结构组成如图 6 所示ꎮ 副车架与摆臂、
转向机和车身通过衬套连接ꎬ运用模态综合法 [4] ꎬ通
图 5 前悬架结构组成
Fig.5 Front suspension structural composition
受限于衬套刚度测试设备的限制ꎬ衬套的实测变
形量无法达到其在通过试验场坏路时的工作范围ꎬ因
此衬套的刚度曲线还需进行相应的拟合及延伸处理ꎬ
能够实现一定程度的加速ꎬ但如若在试验过程中出现
疲劳耐久失效ꎬ无法有效地提取失效零部件的载荷以
∗20210225 收到初稿ꎬ 20210510 收到修改稿ꎮ
∗∗丁文敏ꎬ 男ꎬ 1972 年 11 月生ꎬ 江西万载人ꎬ 汉族ꎬ 江铃汽车股份有限公司产品研发总院高级工程师ꎬ 主要从事整车研发工作ꎮ
基于实测载荷谱的双叉臂悬架下摆臂疲劳寿命预测
基于实测载荷谱的双叉臂悬架下摆臂疲劳寿命预测作者:马良灿纪浩符琳李小珊覃宝海来源:《时代汽车》2020年第16期摘要:本文通过实测某双叉臂后独悬车在试验场随机载荷谱,使用Femfat LAB 与 Adams Car联合仿真,迭代分解出双叉臂下摆臂各连接点处的载荷谱,并通过时域、伪损伤等指标对迭代结果进行收敛性评价。
同时用分解的载荷谱对下摆臂的疲劳寿命进行了预测,下摆臂减振器支架的焊缝疲劳寿命为0.63,与实车表现误差为11.3%,很好的预测了双叉臂悬架下摆臂的疲劳寿命。
关键词:疲劳寿命载荷谱迭代分解下摆臂1 前言双叉臂独立悬架因优越的操控性和乘坐舒适性被许多车型开发使用[1,2],但因悬架的特殊结构形式,下摆臂的受载大,易出现疲劳开裂失效等问题[3],汽车结构件的疲劳失效已是各大整车厂关注的重点。
汽车结构件疲劳耐久寿命评估的传统方法是整车试验场道路耐久试验,该方法最直接且最有效的方法,但因试验周期长、需消耗大量的人力和经费,且若试验中出现疲劳失效问题,不易实施新方案的验证[4]。
实测路谱载荷激励结合CAE疲劳寿命仿真技术已成为汽车结构疲劳寿命预测的主要途径[5]。
藤瑞品[6]等提出一种采用二维随机载荷的当量载荷概率密度函数进行数值积分的疲劳寿命计算方法,研究了汽车弹簧疲劳耐久寿命的评估.Kim等[7]提出了一种计算车辆动载荷的CAE仿真方法,使用刚柔混合模型对车体结构进行了耐久分析。
获取正确的边界载荷已成为准确预测零部件疲劳寿命的关键技术指标。
本文通过实测某双叉臂后独悬车在试验场各典型工况路面的随机载荷谱,通过虚拟迭代的方法,使用Femfat LAB 与 Adams Car联合仿真,获取双叉臂下摆臂各连接点处的载荷谱,并通过时域、伪损伤等指标对迭代结果进行可靠性评价,同时用分解的路谱载荷对下摆臂的疲劳寿命进行了预测。
本文旨在为汽车悬挂零部件疲劳分析提供可行的虚拟数值仿真分析方法。
2 路谱的采集与处理2.1 试验车路谱的采集采用LMS SCADAS Mobile72通道数采、MSCLW12.8六分力传感器、拉线位移传感器、加速度传感器、应变片等设备对某双叉臂车型在某试验场的路谱数据进行了采集,采集通道数据、采集信号类型及通道分配数据统计见表1所示。
基于实际载荷谱的电动汽车减速器齿轮疲劳寿命分析
基于实际载荷谱的电动汽车减速器齿轮疲劳寿命分析摘要:现阶段,新能源电动车推动普遍使用电动机-减速器计划方案。
减速器可以赔偿电动机本身转距不够的不足,合适的传动比可让电动机长期性运行在最好工况,减少资源消耗,因而,减速器已经成为电动式汽车传动系统中不可缺少的关键核心部件之一。
用以减速器的载荷谱根据新车型总体目标位置布局高精度传感器,即时获得总体目标区域的动态性能,可以真实反映待测件所受到的载荷鼓励。
时下模拟仿真可以创建较准确的分析方法,但初始条件和键入标准层面仍存在一些缺乏。
将载荷谱用于虚似试验中,可促使仿真结果更符合实际。
减速器的疲惫稳定性对新能源电动车动力传动系统乃至车身的疲惫稳定性具备关键性的危害,而齿轮则是最主要的零件之一,其真正疲惫寿命事关减速器的疲惫稳定性。
关键词:实际载荷谱;电动汽车;减速器齿轮疲劳寿命1载荷谱的获取1.1齿轮接触应力谱文中所收集载荷谱的新能源电动车减速器齿轮为斜齿轮,材料为20CrMnTi。
根据经验,当齿轮原材料相同的情况下,齿轮副最开始产生疲劳破坏的一般为转动轴,因此减速器齿轮接触疲劳寿命实则转动轴接触疲劳寿命。
要测算齿轮的接触疲劳寿命,需要得到接触压力—时间曲线,所以该曲线图能够适合于循环系统记数,之前已经根据收集技术性赢得了永磁电机的输出转矩载荷,要获得适合于疲惫计算出来的齿轮接触压力载荷谱,应该做一些转换,将要收集所得到的推动电机扭矩载荷转化为齿轮上轴颈的接触压力。
1.2采集方案新能源电动车减速器关键承担来源于电动机变动的转速比载荷及其地面行车负载转矩载荷,因此,对新能源电动车具体行车时的减速器转距转速比载荷开展收集。
为了便于全车及其它零部件的开发,此次收集除减速器转距转速比载荷以外,还采集了车轱辘六分力及车体应变力等。
采用CAN总线获得减速器转速比数据信号,运用六分力量的横着转距获得减速器转距数据信号,全部数据信号根据性能卓越数采系统进行同歩收集。
收集工况根据某公司的实验场耐久性试验标准,包含加强工况驱动力工况。
基于实测载荷谱的副车架疲劳寿命估算方法
方式为应变片距离焊缝 10 mm。
表 1 副车架载荷测点布置
测点 P1 P2 P3
测点位置 副车架与控制臂连接处 副车架与斜支撑柱焊接处 副车架与斜支撑柱焊接处
贴片位置 副车架 副车架 支撑柱
测点区域 左侧 右侧 右侧
2014 年 第 4 期
根据试验场耐久性测试规范与试验目的, 载荷
测试选择某试验场综合路况, 具体路段里程与行驶
(c)应变花 90°方向
图 4 副车架 P3 点应力测试信号
— 59 —
·试验测试·
各测点测试信号为直角应变花的 3 向应变值,
在进行最大主应力计算之前需通过信号分析与处理
得到纯净载荷信号。
3.2 信号处理及分析
汽车试验场路况环境恶劣、 运行工况综合性
强,其载荷具有强随机性特征,但对于每一个综合
工况(试验场综合道路),其载荷仍具有一定的统
提供可靠测试位置。
3 副车架载荷测试
3.1 应变测试
为准确获得副车架在车辆运行中所承受的载
荷,根据有限元分析结果以及副车架的对称结构,考
虑测试方便性, 选取副车架左侧 1 点和右侧 2 点进
行测量, 载荷测点布置如表 1 所列。 测试选择电阻
应变计,型号为 BE350-3C A,电阻值为 350 Ω,布置
Key words:Subframe, Measured load spectrum, Fatigue life, Prediction
1 前言
车辆副车架作为重要结构件在车辆运行中起着 承载与传力作用, 因此面临严峻的疲劳破坏问题。 在疲劳耐久研究中, 需要考查车辆重要结构件的疲 劳寿命,以分析整车疲劳耐久性能。
信号进行滤波处理,滤波频率选择 30 Hz。 副车架各
轿车转向节载荷谱提取及疲劳寿命预测开题报告
轿车转向节载荷谱提取及疲劳寿命预测开题报告一、选题背景和研究意义随着工业化水平的不断提高,汽车成为现代交通工具的代表。
其中轿车作为量产车辆的代表,其结构复杂多样,承受着多种外界载荷,各部件的疲劳寿命也成为了汽车设计中一个重要的问题。
而轿车转向节作为汽车转向系统的核心部件,其在驾驶过程中承受着车轮作用力和转向时的巨大扭矩,因此其寿命的预测具有较高的理论和实际意义。
目前,对于轿车转向节疲劳寿命预测研究主要基于经验公式、有限元模拟、试验分析等方法。
其中有限元模拟可以较为准确地模拟转向节的受力和变形情况,但其需要大量的计算资源和时间,使得该方法难以应用于工程实践中。
因此,通过载荷试验提取轿车转向节的载荷谱,并利用其进行疲劳寿命预测,具有较高的实用价值和研究意义。
二、研究内容和目标本文将开展轿车转向节载荷谱的提取和疲劳寿命预测工作。
具体研究内容包括:1. 根据轿车转向系统的结构和工作原理,建立相应的有限元模型,并进行有限元分析,得到转向节的受力和变形情况。
2. 经过有限元分配,确定转向节关键点的应力分布,得到转向节关键部位的最大应力值,用于载荷试验时载荷的选择。
3. 通过载荷试验测量轿车转向节在不同路况下的载荷谱,对载荷谱进行处理,得到转向节在实际工况下的载荷谱。
4. 利用汽车工程中常用的疲劳寿命分析方法,对转向节进行疲劳寿命分析,得到转向节在实际工况下的疲劳寿命。
5. 对疲劳寿命预测结果进行分析和评价,并针对预测结果提出相应的改进措施。
本文的主要目标是提取出轿车转向节的载荷谱,并利用其进行疲劳寿命预测,为汽车设计和制造提供理论支持和实践指导。
三、拟采用的研究方法本文将采用有限元分析、载荷试验和疲劳寿命分析等方法对轿车转向节进行研究。
具体研究方法如下:1. 建立轿车转向节的有限元模型,进行有限元分析,得到转向节的受力和变形情况。
2. 根据有限元分析的结果,确定转向节关键点的应力分布,选择合适的载荷试验方案,进行载荷试验。
汽车零部件疲劳寿命预测模型的设计及优化
汽车零部件疲劳寿命预测模型的设计及优化人们在购买汽车时,除了关注其外观、功能和价格等因素外,对汽车的品质和安全性也有着较高的要求。
汽车的缺陷导致的交通事故往往是不可挽回的,因此汽车生产企业必须对汽车零部件的质量和寿命进行严格把控和测试。
其中,疲劳寿命是评定零部件质量的重要指标之一。
本文将探讨汽车零部件疲劳寿命预测模型的设计及优化。
一、疲劳寿命的概念疲劳寿命是指材料或构件在一定的载荷和循环次数下发生崩溃的时间。
在汽车行业中,疲劳寿命被广泛应用于零部件质量测试和评估中。
例如,一辆汽车的发动机需要经受不断的振动和往复运动,假如某个零部件的疲劳寿命不足,则很可能导致该零部件失效,可能会对车辆或行人造成威胁。
二、疲劳寿命预测模型目前,疲劳寿命预测模型主要采用有限元分析和试验相结合的方法。
有限元分析利用数学模型来模拟材料和结构在不同工况下的应力和应变状态,以便确定零部件的疲劳寿命。
试验则通过对零部件进行不同负载下的实验,得出零部件的疲劳试验曲线和疲劳极限。
通过比较两种方法的结果,可以得出较为准确的疲劳寿命预测结果。
三、疲劳寿命预测模型的优化疲劳寿命预测模型的精度和可靠性对于汽车生产企业来说至关重要。
因此,随着科学技术的不断进步和汽车生产企业的高度竞争,如何提高疲劳寿命预测模型的精确度也成为了一个热点问题。
在此,我们介绍一些优化方法:1.材料力学性能分析:材料的疲劳寿命首先取决于材料本身的力学性能。
对于汽车生产企业而言,通过对原材料进行力学性能分析,可以为疲劳寿命预测模型的建立提供参考。
2.负载仿真:通过对汽车零部件在不同实际工况下的负载状况进行仿真分析,可以更好地确定疲劳载荷的作用程度,从而提高疲劳寿命预测模型的精度。
3.试验数据分析:通过对疲劳试验数据的分析,可以对疲劳寿命预测模型进行修正和优化。
例如,对试验数据中的异常点进行剔除和筛选,可以减小模型的误差。
四、总结汽车零部件疲劳寿命预测模型的设计及优化是一个复杂而重要的问题。
基于实测载荷的汽车变速器壳体疲劳寿命预测方法
基于实测载荷的汽车变速器壳体疲劳寿命预测方法
程凯华
【期刊名称】《汽车零部件》
【年(卷),期】2022()8
【摘要】汽车变速器壳体的疲劳寿命直接影响汽车传动系的疲劳可靠性,针对目前对汽车变速器壳体的疲劳寿命关注过少,未结合实际道路行驶负载导致无法准确地预估汽车变速器壳体的疲劳寿命。
运用有限元分析手段合理选取壳体应力测点,依托搭建的变速器壳体数据采集系统在某国内试验场实车采集动态载荷谱;依据频域特征分析对载荷进行数据处理,提取典型路面的特征值进行统计分析,运用雨流计数技术得到路面激励的雨流循环矩阵;之后对壳体的S-N曲线修正方法进行了深入分析与研究。
在此基础上,根据Miner线性损伤累计理论,准确预测了基于实际用户路面的变速器壳体的疲劳寿命约为1.258×10^(5) km,对壳体可靠性分析及局部结构优化具有重要的工程应用价值。
【总页数】5页(P6-10)
【作者】程凯华
【作者单位】招商局检测车辆技术研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U467.3
【相关文献】
1.基于实测载荷谱的副车架疲劳寿命估算方法
2.基于实测路谱的动力总成壳体疲劳寿命预测
3.基于实测载荷谱的双叉臂悬架下摆臂疲劳寿命预测
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基于实测载荷谱的C80车体疲劳寿命评估
基于实测载荷谱的C80车体疲劳寿命评估
张福田;辛民;陈萌;王曦;李强;邵文东;姚海
【期刊名称】《铁道机车车辆》
【年(卷),期】2017(037)001
【摘要】结合神华集团C80万吨列车车体载荷谱实测试验,编制了符合神华集团自有铁路线路特征的车体垂向、纵向、侧滚和扭转载荷谱.基于AAR标准中疲劳损伤计算方法和焊接接头疲劳特性,计算不同编组位置车辆关键部位损伤值,基于此评估C80车体关键部位疲劳寿命.通过对比载荷谱下损伤和实测应力损伤并优化载荷谱校准系数,使载荷谱符合实际工程运用要求.
【总页数】6页(P34-39)
【作者】张福田;辛民;陈萌;王曦;李强;邵文东;姚海
【作者单位】中国神华能源股份有限公司,北京100011;神华铁路货车运输有限责任公司,北京100011;北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京100044;北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京100044;北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京100044;中车齐齐哈尔车辆有限公司大连研发中心,黑龙江齐齐哈尔161002;中车齐齐哈尔车辆有限公司大连研发中心,黑龙江齐齐哈尔161002
【正文语种】中文
【中图分类】U270.1+4
【相关文献】
1.基于英国标准的碳钢客车车体\r结构疲劳寿命评估 [J], 谢素明;苑忠华;张相宁
2.基于实测载荷谱和仿真载荷谱的底盘疲劳分析及对比 [J], 荣兵;肖攀;周建文
3.基于结构应力法的车体结构疲劳裂纹扩展与剩余寿命评估 [J], 杨海宾;朱涛;肖守讷;阳光武;杨冰
4.基于主S-N曲线法的车体疲劳寿命评估 [J], 陈秉智;滕飞
5.基于多体动力学模型的车身载荷谱获取及疲劳寿命评估 [J], 丁文敏
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基于载荷谱的轿车后车身耐久性能分析
基于载荷谱的轿车后车身耐久性能分析柳亮;王峰;史建鹏【摘要】This paper focused on the rear part of the body's durability of the vehicle which developed by the technological center, the multi-body dynamics model was established to calculate the load spectral by extracting suspension attachment forces which measured by the six force measuring instrument. Then the BIW and weld finite element model was established followed. The fatigue analysis software FEMFAT was used to calculate the durability life and the analyzed durability results was marked with the competing vehicle and tests finally. This analysis proposed in this paper provides an effective way of BIW's durability prediction and improvement.%本文以中心开发的乘用车后车身的疲劳耐久特性作为研究对象,截取整车后半部分白车身建立有限元模型,以实测车轮六分力载荷谱经多体动力学仿真分析输出的后悬架安装点激励作为疲劳计算的载荷输入。
在此基础上,通过疲劳仿真分析软件FEMFAT分别对开发车与竞品车后车身疲劳寿命进行了对比分析,并将仿真分析结果与试验结果进行了对标,为该乘用车车身的设计开发及改进提供重要依据。
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所采用的垫江载荷谱按照 帕斯卡试 验规范进行 ,分为三种
来稿 日期 :2015—08—20 基金项 目:国家 自然科学基金项 目资ll/J(51205432);重庆市教育委员会科学技术研究项 目资1 ̄(KJ1400931);
西华 大学汽车工程 四川省高校重点实验室开放课题资助(szjj2014-071) 作者简介 :邹喜红 ,(1976一),男 ,重庆垫江人 ,博士研究生 ,硕士生导师 ,教授,主要研究方 向:车辆及其零部件道路模拟试验技术
Technolog y , Chongqing Ba’nan 400054,China;2.Chongqing Academy of Science and Technology,Chongqing 400054, China)
Abstract:Automotive hal fsho ft is one ofthe impoaantparts ofautomobile transmission system .Predwting thefatigu e life of autom o tive halfsh accurately i s an impoaa nt link of the halfshaftfatigue analysis.Using the load spectrum collected in dian-jiangproving ground,a cycle o f strengthen endurance condition,power condition and high speed condition ofthe
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机 械 设 计 与 制 造
Machinery Design & M anufacture
第 4期 2016年 4月
基 于 实际载荷谱 的汽车半轴疲 劳寿命预测
邹喜红 .-,李 静 ,彭吉刚 ,苟 迅
(1.重庆理工大学 汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室 ,重庆 巴南 400054;2.重庆市科学技术研究院 ,重庆 400054))
Key W ords:Fatigue Life Prediction;Actual Load Spectrum ;Autom obile Axle Shaf t;M iner Theory
1 引言
疲劳破坏是导致汽车半轴失效 的主要原 因之一 l11。在半轴发 生疲 劳破坏 之前准确预测其疲劳寿命是半轴设计 和测试 问题 中 的重要环节。由于汽车半轴所处工况环境 比较复杂 ,影响其疲劳 寿命 的因素众 多,要准确预测半轴 的疲劳寿命 ,必须要综合考虑 载荷谱的精确度,构件 S-N曲线的准确度,累积损伤理论的合理 性 等影响汽车半轴疲劳寿命的主要 因素 ,再借 助于疲劳分析软件 来 实现寿命 预测 。
摘 要 :汽车半轴是汽车传动 系统的重要零部件之一。准确预测汽车半轴疲劳寿命是汽车半轴疲 劳分析 的重要环 节。利 用垫江汽车试验 场采 集的 实测载荷谱 ,提取汽车左半轴 强化耐久工况 、动 力工况和 高速工况的一个循 环作 为样本载荷 。 经过预处理后 ,利 用四点雨流计数法得到栽荷雨流循环矩 阵,并将样本载荷外推到整个试验场疲 劳耐久试验所要求的全 寿命载荷。利用疲劳应力集中系数、疲劳尺寸 系数 以及表面敏感 系数 对材料 s—N曲线进行修 正得到可用于寿命预测的构 件 S—N曲线;最后 ,以 Miner线性损伤 累积理论为基础 ,结合疲劳分析软件预测 了汽车半轴疲劳寿命。 关键词 :疲劳寿命预测 ;实测载荷谱 ;汽车半轴 ;Miner理论 中图分 类号 :TH16 文献标识码 :A 文章编号 :1001—3997(2016)04—0122—04
进行 寿命估算所需 的信息包括 :汽车半轴实测载荷谱 、半轴 几何结构参数 、半轴 s—N曲线 ,再结合 Miner线性累积损伤理论 进行疲 劳损伤量计算 ,进而得到寿命预测值回,关系如图 1所示 。
塑 堂/
⑧ ⑤ 日④
1]r
图 1寿命预流程
Fig.1 Process of Life Prediction
were extracted珊 a sample loading. er pretreatment,the sample loa ding was transformed into U rainf low circula tion ma trix with thefour-point ra inf low count method and extrapolated to the whole life required byfatigu e test of the proving g roun d.The material S-N curve of sh Wa s corrected by the fatigue stress concentration coefficient,fatigue size coeff icient and surfa ce sensitive coeff icient. , ffy,on the basis ofthe Miner linear dam age accumulation theory,halfshaft fatigue li fe Wa s predwted combin ed withfa tig u e a nalysis software.
Fatigue Life Prediction of Automobile Axle Sh扑 Based on the ActuaI Load Spectrum
ZOU Xi-hong ,LI Jing ,PENG Ji-gang ,GOU Xun (1.Manufacturing and Testing Technology of Auto pan8 and Ministry of Education Key Laborator y,Chongqing University of