汽车疲劳耐久性工程解决方案

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1汽车疲劳耐久性道路试验

1汽车疲劳耐久性道路试验
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道路相关技术
道路相关技术
矩阵缩减
道路相关技术
道路相关技术
道路相关技术
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一般耐久试验开发(方法1)
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整车耐久试
验 DPG_T 01
一般耐久试验开发(方法1)
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一般耐久试验开发(方法1)
一般耐久试验开发(方法1)
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一般耐久试验开发(方法1)
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一般耐久试验开发(方法1)
车辆使用测量-用途
工程设计 技术要求
认证试验规范开发
可靠性(寿命)、优化设计
耐久、性能预测
发现、消除潜在失效模式
减少售后索赔和召回成本
相关
车辆使用测量-内容
机构调查
客户投诉
开发策略
市场调查
售后服务
车辆使用测量-内容
承载结构载荷道路路面车辆载重
装置和附件的使用车辆用途驾驶习惯
动力传动系统地区交通特点驾驶习惯油品质量•
车辆使用测量-途径和方法
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使用传动系统
已有信息
用户使用跟踪测量
用户使用调查
车辆使用测量-途径和方法
20
构载荷测量
试车场道路载荷
各地公共道路载荷
数据采集
各种试车场道路
典型公共道路数据采集:非随机- 试验人员随机-当地司机
用户使用调查
各级道路行驶里程及
公共道路分级及典型
乘员和
车CombiTrack
原载荷
加速结构耐久性试验
加速结构耐久试验开发(方法2)
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加速结构耐久试验开发(方法2)
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加速结构耐久试验开发(方法2)
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加速结构耐久试验开发(方法2)

汽车疲劳耐久性道路试验

汽车疲劳耐久性道路试验

05
试验结果分析
数据分析方法
统计分析
对试验数据进行统计分析,包括 平均值、标准差、最大值、最小 值等,以评估数据的分布和离散 程度。
时域分析
对试验数据进行时域分析,如波 形分析、傅里叶变换等,以提取 车辆动态特性和振动规律。
频域分析
对试验数据进行频域分析,如频 谱分析、功率谱分析等,以揭示 车辆振动和噪声的频率特征及来 源。
试验方法
采用实际道路测试和模拟工况相结合的方法,模 拟车辆在不同路况、气候和驾驶习惯下的使用情 况。
试验过程
在多种典型路况下进行长时间行驶,包括高速公 路、城市道路、山路等,同时记录车辆各项性能 指标和驾驶员反馈。
试验结果与改进措施
试验结果
经过长时间的道路试验,发现车辆在某些部位出现了疲劳裂纹和磨损现象,影响了车辆的安全性能和 舒适性。
利用人工智能技术对汽车疲劳耐久性进行预测和优化,实现更高 效的试验和设计。
生物力学
借鉴生物力学的研究方法,将人体疲劳与汽车疲劳相结合,以提 高汽车座椅和人机界面的舒适性和耐久性。
智能化与自动化技术应用
数据采集与分析
利用先进的传感器和数据分析技术,实现高精度、高效率的数据采 集和疲劳性能分析。
虚拟仿真技术
验证汽车设计的可靠性和耐久性
通过模拟实际使用中的各种工况和载荷条件,可以验证汽车设计的可靠性和耐久性,及时发现和解决潜在的设 计缺陷或制造问题。
疲劳耐久性对汽车的重要性
提高汽车使用寿命
疲劳耐久性良好的汽车能够在使用过 程中保持性能,减少因过早疲劳损坏 导致的维修和更换部件的需求,从而 提高汽车的使用寿命。
结果解读
根据试验结果,分析汽车在疲劳耐久性道路试验中的性能表现,找出潜在的问题和薄弱环节。

ICEflow汽车疲劳耐久性工程解决方案

ICEflow汽车疲劳耐久性工程解决方案

ICEflow汽车疲劳耐久性工程解决方案作者:英国nCode国际有限公司林晓斌近年来,随着CAD/CAE技术突飞猛进,靠实验室台架试验或试车场路试来评价或改进汽车耐久性的方法成本高、周期长,已经逐步被虚拟耐久性设计理念取代。

随着汽车行业内的竞争不断加剧,汽车制造商无不面临着如下情况:满足用户日益提高的安全性及可靠性要求的同时做到节省成本。

其中,汽车的疲劳耐久性设计就是必须面对的重要课题之一。

疲劳耐久性工程长期以来,汽车的耐久性主要靠实验室台架试验或试车场路试来评价或改进,这种设计思路成本高、周期长。

近一二十年来,CAD/CAE技术突飞猛进,虚拟耐久性设计理念已经在一些著名的汽车公司得到了广泛应用。

一个完整的疲劳耐久性解决方案通常包括如下步骤(如图1):根据用户用途建立寿命设计目标;采集用户使用环境和试车场载荷数据;验证分析处理实测数据;创建零构件几何模型;求取零构件间所传递的载荷;获取材料的疲劳寿命性能;预估零构件的疲劳寿命;台架模拟试验;试车场耐久性试验。

图1 疲劳耐久性解决方案流程ICE-flow的功能作为著名的疲劳耐久性技术服务公司之一的英国恩科(nCode)国际有限公司开发了一整套用于汽车耐久性设计、分析、试验及管理的硬件和软件工具——ICE-flow系列产品。

包括:数据采集器SomateDAQ、数据分析处理及实验疲劳软件GlyphWorks、CAE疲劳分析软件DesignLife和耐久性数据管理软件系统Library。

ICE-flow集工程数据采集分析处理、疲劳寿命分析模拟、实验室台架加速和远程数据传递及管理于一身,是进行一体化抗疲劳设计必备的一个分析工具,也是进行异地协同设计的有效工具。

ICE-flow系列产品如图2所示,以下对各功能分别进行介绍。

图2 ICE-flow系列产品1、数据采集道路载荷谱采集是疲劳耐久性设计的基础,我们需要调查用户的使用环境和用途,需要实测数据在实验室台架上做道路模拟试验,也需要为多体动力学分析、有限元分析以及疲劳寿命分析提供输入数据。

汽车零部件疲劳耐久试验

汽车零部件疲劳耐久试验

汽车零部件疲劳耐久试验背景介绍汽车零部件的疲劳耐久性能对于汽车的安全和可靠性至关重要。

在汽车运行过程中,各种零部件都会受到复杂的力学和热力学载荷的作用,长期以来,疲劳失效一直是汽车设计与制造中的一个严重问题。

因此,对汽车零部件的疲劳耐久性能进行准确可靠的试验和评价显得非常重要。

本文将介绍汽车零部件疲劳耐久试验的重要性、试验方法以及试验过程中涉及到的一些关键技术。

试验的重要性汽车零部件在长期使用过程中会受到频繁的振动、冲击和变形等力学载荷的作用,这些载荷可能会导致零部件产生疲劳裂纹并最终失效。

因此,对汽车零部件的疲劳耐久性能进行试验是确保汽车安全可靠的关键环节。

通过疲劳耐久试验,可以评估零部件在真实工况下的寿命和可靠性。

通过分析试验结果,能够为零部件的设计和制造提供重要的参考依据,指导工程师们进行设计和材料选择。

同时,试验结果也可以为汽车制造商和维修人员提供有关零部件维修和更换周期的参考。

试验方法1. 材料准备在进行疲劳耐久试验之前,首先需要准备合适的试验样品和材料。

样品通常由汽车零部件的重要结构部分制作而成,例如悬挂系统、转向系统、发动机部件等。

材料的选择应根据零部件的具体工作环境和力学要求来确定。

2. 试验装置进行疲劳耐久试验需要合适的试验装置。

一般来说,试验装置由试验台、驱动系统、载荷传感器等组成。

试验台应具备稳定的结构和可调节的试验参数,以满足不同试验要求。

驱动系统用于施加加载力,而载荷传感器用于采集试验过程中零部件受到的载荷信息。

3. 试验过程疲劳耐久试验一般分为两个阶段:载荷谱制定与应力历程修正阶段和试验加载阶段。

在载荷谱制定与应力历程修正阶段,根据实际使用条件和统计数据,制定合适的载荷谱。

载荷谱是描述零部件受到的力学载荷的时间历程曲线。

然后,根据材料的应力应变性能,对实际工况下的载荷谱进行修正,以得到逼近实际使用条件下的应力历程。

在试验加载阶段,根据修正后的应力历程对试验样品进行加载。

如何提高曲轴疲劳寿命

如何提高曲轴疲劳寿命

如何提高曲轴疲劳寿命机车进厂大修时,曲轴已经运行了一个大修期,主轴颈和连杆颈一般都存在拉伤现象,内部缺陷也由于受到工作循环应力的作用而有所发展。

对检修曲轴而言,化学成分、材料纯度、显微组织、热处理状态和使用环境已经确定,不容易再在这些方面采用措施。

据统计,机械的断裂事故中,80%以上是由金属的疲惫引起的。

从曲轴的断口形貌分析,所有的断裂面上都可以清楚地看到疲惫源区、疲惫扩大区和瞬时断裂区的分布状况。

由此可以准确地判定,曲轴的断裂也有属于疲惫断裂引起的。

因此,如何提升曲轴疲惫寿命,我们可采用以下相应措施:(1)强化氮化工艺,0级手工修的曲轴也要进行氮化。

(2)改变曲轴解体工艺,拆卸铝堵方法由加热拆堵改为机械钻堵。

(3)严格控制检修曲轴的轴颈表面粗糙度,保证检修质量(4)对曲轴圆根处进行圆根滚压。

滚压后,不仅在此处能够形成残余压应力,而且还可以提升圆根处的表面粗糙度,从而提升曲轴的疲惫强度。

(5)对曲轴油堵孔处和曲柄上的去重部位及其它加工部位进行倒角或倒圆处理,去除锐棱、飞边、毛剌,减小应力集中状况,避免因应力集中过早出现疲惫裂痕而产生对曲轴疲惫强度的不利影响。

(6)采纳超声波探伤对曲轴内部强化探伤。

检修工厂目前采纳磁粉探伤和着色探伤两种方法进行探伤。

这两种方法中,磁粉探伤适用于零件表面和次表面的缺陷的探伤,着色探伤适用于表面开口缺陷的探伤。

由于曲轴经过长时间的运行,一些原始缺陷有可能已经有所发展,从而超出了标准规定的要求,成为事故的隐患。

为此可以采纳超声波进行曲轴内部探伤,检查内部缺陷的发展状况,杜绝事故隐患,有效地防止曲轴断裂的发生。

(7)提升柴油机组装质量,保证曲轴轴线的跳动、机体同轴度和螺栓紧固顺序的要求,避免对曲轴产生附加应力。

(8)对曲轴执行寿命管理,建议超过12年的曲轴比较好不再使用。

通过采用以上措施,曲轴轴裂问题得到了有效的控制。

截至到目前,曲轴断、裂的发生率只有未采用措施前的15%左右,说明以上措施是行之有效的。

Part-II 车辆的疲劳耐久性工程_BHMC

Part-II 车辆的疲劳耐久性工程_BHMC
• 中国机械工程手册在第6章“结 构疲劳强度设计”中指出:机械 零构件80%以上为疲劳破坏, 因此对于承受循环载荷的零构件 都应进行疲劳强度设计。
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疲劳失效所涉及的领域
• 汽车、航天、航空、航海、能源、国防、铁路、 海洋工程及一般的机器制造等工业领域
轿车
农用车辆
工程车辆
国防
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• 1959年,Paris 首先提出了一种用断裂力学参数处理 裂纹扩展的方法。
• 1961年,Neuber 建议了一种方法,估计应力集中处的 弹塑性应力应变。
• 1968年,Matsuishi 和 Endo 提出了雨流循环计数方法。 • 1981年,能够进行合理疲劳计算的计算机得到了发展。 • 1982年,nCode 国际有限公司成立,开发和销售疲劳寿命
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ΔK-da/dN 曲线定义
d a / d N ( m / c y c l e ) da/dN
R=0 R=0.8
Cross Plot of Data : TESTDATA R=0.5
1E-5 1E-6
I
II III
1E-7
1E-8
1E-9
1E-10
1E-11 1E0
1E1 Delta K Apparent(MPa m1/2)
航空航天
铁路
能源
机器
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疲劳失效机理:小裂纹的起始和扩展
位错滑移
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第一阶段
~1mm
第二阶段
位错滑移和阶段一裂纹扩展
Aace
Slip bands form along planes of maximum shear giving rise to surface extrusions and intrusions

基于CAE方法车身疲劳耐久性研究

基于CAE方法车身疲劳耐久性研究

机电技术 2012年2月104作者简介:宋名洋(1981-),男,工程师,研究方向:虚拟仿真系统在整车研发中的应用和二次开发。

基于CAE 方法车身疲劳耐久性研究宋名洋(东南(福建)汽车工业有限公司研发中心,福建 福州 350119)摘 要:基于试验场实车测量的某乘用车在标准工况下的载荷谱数据,结合多体动力学计算、有限元的非线性强度分析和MSC. Fatigue 疲劳分析等多种CAE 分析手段,对该乘用车白车身在实测载荷谱作用下的疲劳寿命进行计算分析。

同时,总结出了一套符合真实工况的试验和虚拟分析相结合的白车身一体化疲劳分析流程。

关键词:白车身;道路载荷谱;疲劳耐久性中图分类号:U463.82 U461.7+1 文献标识码:A 文章编号:1672-4801(2012)01-104-03当前,随着汽车工业的发展,消费者对产品的安全性和可靠性的要求越来越高。

如何将汽车这样复杂的机器在尽量短的时间周期内保质保量的研发出来,并且能得到消费者的认可是摆在所有汽车研发机构面前的难题。

依传统的设计观念,在研发过程中,需通过反复的样件试制和工程样车试制,对部件、白车身进行大量的台架试验和整车疲劳耐久性试验,从而验证所设计产品万无一失。

但,这样的方法在导致整车的开发成本居高不下的同时,整个开发周期也很长,同时往往无法抓住“病根”,一旦批量化后会出现再次反复修改的现象。

为能有效的节省汽车研发成本、有效缩短汽车研发时间。

全球汽车业已在全面推行汽车有限元疲劳耐久性分析方法,通过有限元疲劳分析在产品设计初期对整车的强度耐久性进行预测,找到结构的薄弱环节,提出合理的改进方案。

在汽车工业相对发达的国家已经建立了适当的分析方法和流程,在产品的研发过程中发挥了越来越重要的作用。

目前,我国汽车行业有限元疲劳耐久性分析领域起步较晚、水平较低,严重滞后于我国汽车工业的发展速度。

因此,加快汽车领域有限元耐久性分析的研究和应用迫在眉睫。

本文以某车型前半车身疲劳耐久性为例,阐述了如何利用MSC.ADAMS 、LS-DYNA 以及MSC.Fatigue 软件E-N 法和Miner 累积损伤理论对汽车基于全仿真过程的疲劳耐久性分析,预测过程中的塑性应变分布及其疲劳寿命进行评估,以期为车辆的前期开发设计提供理论依据。

车辆疲劳耐久性分析、试验与优化关键技术研究

车辆疲劳耐久性分析、试验与优化关键技术研究

车辆疲劳耐久性分析、试验与优化关键技术研究车辆疲劳耐久性分析、试验与优化关键技术研究摘要:随着汽车产业的快速发展,车辆疲劳耐久性成为车辆工程设计和制造过程中的关键问题之一。

本文旨在探讨车辆疲劳耐久性分析、试验与优化关键技术,以提高车辆的使用寿命和安全性。

1. 引言随着交通工具的快速发展和普及,人们对车辆的要求也越来越高。

车辆的使用寿命和安全性成为车辆工程设计和制造过程中的关键问题。

疲劳耐久性是描述材料和结构在长期加载作用下抵抗疲劳破坏的能力,意味着车辆在使用寿命内能够承受各种复杂的工况和载荷,而不会出现疲劳破坏。

因此,疲劳耐久性分析、试验与优化关键技术的研究对车辆的可靠性和安全性具有重要意义。

2. 车辆疲劳耐久性分析技术车辆疲劳耐久性分析技术是在车辆设计初期对车辆结构、材料和关键部件进行疲劳分析,确定结构的疲劳寿命和强度。

该技术主要包括疲劳寿命预测、疲劳载荷分析和疲劳损伤评估。

疲劳寿命预测是根据材料的应力应变关系和疲劳损伤模型,通过有限元分析、多轴疲劳试验和试验数据的统计处理等方法,预测车辆结构的疲劳寿命。

疲劳载荷分析是通过动力学仿真,在预定的工况下计算结构和材料的疲劳载荷,为优化设计提供依据。

疲劳损伤评估是通过断裂力学理论和试验验证,对车辆结构的疲劳寿命进行评估。

3. 车辆疲劳耐久性试验技术车辆疲劳耐久性试验技术是通过对车辆的相关部件和整车进行疲劳试验,测试车辆在实际工况下的疲劳性能。

该技术主要包括载荷谱试验、整车寿命试验和关键部件寿命试验。

载荷谱试验是基于实际工况和使用环境对车辆进行载荷采集和谱分析,并根据疲劳寿命预测结果设计相应的试验工况。

整车寿命试验是在实际运行工况下对整车进行较长时间的循环加载,模拟车辆的寿命使用情况。

关键部件寿命试验是对车辆的关键部件进行疲劳试验,验证其在设计寿命范围内的可靠性。

4. 车辆疲劳耐久性优化技术车辆疲劳耐久性优化技术是通过分析、试验和模拟计算等方法,对车辆的结构、材料和工艺进行优化,提高车辆的疲劳寿命和可靠性。

车辆疲劳耐久性分析及其优化技术研究_赵成刚

车辆疲劳耐久性分析及其优化技术研究_赵成刚

Science and Technology & Innovation ┃科技与创新・17・文章编号:2095-6835(2015)06-0017-02车辆疲劳耐久性分析及其优化技术研究赵成刚1,屈 凡2(1.中国汽车技术研究中心汽车工程研究院,天津 300300;2.天津一汽夏利汽车股份有限公司产品开发中心,天津 300300)摘 要:车辆在人们的生活、生产中占据的地位日益重要,其在运行过程中会受到各种因素的影响,进而降低了其使用效率和服务年限,因此,必须做好车辆零部件的维护管理工作。

就车辆运行的实际情况看,大部分关键零部件的失效都是因疲劳使用而导致的,疲劳耐久性是衡量车辆产品性能的主要指标之一,在很大程度上代表了车辆的安全性、经济性和可靠性现状。

对车辆的耐久性进行了分析,并提出了相应的优化措施。

关键词:疲劳耐久性;优化措施;循环荷载;EIFS 分布中图分类号:U467 文献标识码:A DOI :10.15913/ki.kjycx.2015.06.017 现代车辆的结构逐渐向高速化和载重化的方向发展,为了保证车辆运行的安全性和稳定性,就要对车辆结构和各零部件有更为严格的要求。

疲劳耐久性是衡量车辆零部件和结构性能的主要指标之一,可直接反映车辆的运行状态。

但就车辆疲劳耐久性研究的现状来看,还存在一定的不足。

因此,为了提高对车辆疲劳耐久性研究的效果,需要对现存的不足进行分析,并选择有效的优化措施,争取不断提高车辆的运行效率。

1 车辆耐久性疲劳分析耐久性即产品在规定使用和维修的条件下,达到极限状态前完成规定功能的能力,从本质上看,即产品在达到服务年限前,可维持正常状态的时间。

对于车辆而言,经常会将汽车或零部件可以行驶一定里程而不发生故障作为衡量车辆耐久性的重要指标。

但在车辆长时间运行的过程中,各零部件和构件会受到循环荷载的影响,造成结构部分发生永久性结构变化,并在多次循环后形成裂纹或断裂,这种情况称为耐久性疲劳。

整车疲劳耐久性能开发(1)

整车疲劳耐久性能开发(1)
1.3 关键传感器 • 加速度传感器的应用
用于获取加速度响应载荷 (如底盘、驾驶室、动力总成 等),是耐久性能开发的关键载 荷。
若需进行整车及系统的台架 试验,加速度信号还将作为重要 的迭代信号。
1、载荷谱采集
1.3 关键传感器 • 位移传感Байду номын сангаас的应用
Zd
用于获取底盘、驾驶室、动力总成 的相对位移,是耐久性能开发的关键载 荷。
路面特征分类
对路面工况进行分类,高频路面采 用虚拟迭代分解,低频路面采用施 加车身姿态分解
序号 工况 地理特征 平整度
1 铁轨路 平路面 高频路面
2 振动路3 平路面 高频路面
3 长波路 平路面 低频路面
…… ……
……
……
24 8字行驶 大弯道平路面 低频路面
25 倒档上坡
坡道
低频路面
整车多体模型建立及验证
1、雨流计数,统计各信号 2、虚拟损伤计算,对比不同路面的强度等
循环幅值、均值及次数
级,以及不同试验场同种路面的强度等级
1、载荷谱采集
1.6 商用车载荷谱采集
针对车架、驾驶室、悬挂部
件、轴头等关键区域,采集加速
加 速
度、应变、位移、力等载荷信号。 度
Z向是主要载荷方向。
传 感

应 变 片
位 移 传 感 器
耐久性能整体解决方案
基于实测载荷谱的耐久性能开发主要过程包括: 载荷谱处理后,通过多体动力学模型将轮心载荷分 解到底盘各个接附点,进行有限元疲劳强度仿真及 优化;以及载荷工况的等效、仿真和试验的精度对 比。
载荷谱
载荷分解
试验场/台架可靠性试验
仿

乘用车可靠耐久开发规划

乘用车可靠耐久开发规划

111
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11
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动力性
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1
1
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经济性 1 1 1 1 1
1
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操控性
平顺性 1
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安全
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环保
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耐久 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
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1
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NVH
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1
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热管理
水管理
车辆耐久性开发流程
➢ 耐久性开发思路
新车型目标用户分析 制定耐久性设计目标
选定平台,概念设计
概据“数据库”中以往同平台车的 载荷谱确定mule car的目标载荷谱
由概念设计的CAE模型确定mu样车试制
台架耐久性快速评价
满足设计要求 否
耐久性分析、预估
满足设计要求
1
腐蚀 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
111111111
制动
1
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空调
11
1
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1
1 1
1111111 1
1 1
车辆耐久性技术
需求 技术
耐久 性集 成技

疲劳 预测 技术
技术细分
用户信息的统计分析
FRACAS系统
目标市场的三包、召回政策研究 按车辆分布区域建立用户标准载荷谱 基于试验场道路的平台车型载荷数据库 耐久性目标制定与分解 多体载荷分解技术 有限元分析技术 仿真分析与试验相关性分析技术 材料特性数据库(S-N/e-N) 结构疲劳寿命预估 汽车零部件可靠性设计 DOE FTA FEMA 用户关联技术(用户、试验场、道路模

福田汽车蒙派克迷迪疲劳耐久性CAE分析

福田汽车蒙派克迷迪疲劳耐久性CAE分析

福田汽车蒙派克·迷迪疲劳耐久性CAE分析作者:王阳在汽车行业竞争日趋激烈的今天,汽车核心技术成为各汽车企业直接竞争的根本。

相对于汽车安全性、排放标准等许多国家政策的影响,汽车产品的疲劳耐久性成为汽车产品的隐性竞争指标。

随着合资品牌的大举进入国内市场,如何提高自主品牌的品牌影响力,在客户群中树立可靠耐用的品质目标,无疑提高产品的疲劳耐久性能是最有效,最为根本的手段。

福田梦派克迷迪在产品研发初期,就紧紧围绕目标市场开展产品耐久性性能调查,充分了解目标客户的需求,紧跟汽车产品发展的步伐,制订出合理的产品疲劳耐久性指标。

以整车耐久性指标为基础,通过充分考虑典型载荷工况,实际客户使用工况,试验场道路谱载荷,进行CAE虚拟静强度及疲劳强度分析工作。

对于结构存在薄弱的环节,进行结构改进和重复验证,最后利用和加速台架的试验结果进行验证,证明梦派克迷迪完全满足产品目标市场的疲劳耐久性指标。

福田梦派克迷迪充分考虑了客户的多种运行载荷情况,包括商用和家用,做到全天候,全路况,全载荷的使用环境的考虑。

无论是整车,还是关键零部件,充分的进行了CAE 虚拟验证和试验台架的相关分析,保证了产品的可靠性和耐久性。

福田梦派克迷迪是福田汽车研究院整车国内外汽车技术研发资源,历经3 年的时间,攻克了多项技术难题后呈现给汽车行的有一个精品工程。

福田梦派克迷迪是福田汽车作为商用车企业进军乘用车行业新产品,不仅凝聚了福田人的智慧和灵性,更演绎着福田人用于进取,敢于超越的创新精神。

本项目主要对蒙派克·迷迪设计前期整车的疲劳耐久性进行CAE 虚拟验证,并且结合实车试验场及用户道路数据采集进行相关分析,利用CAE 分析结果和实车疲劳试验采集的数据,根据整车疲劳耐久性寿命指标,制订了合理有效的试车场试验规范和加速的疲劳台架试验流程。

本项目涉及的工作内容较多,主要的工作创新点如下:1、根据设计前期的CAD数模,利用已经积累的同等车型的实际载荷谱,进行前期的CAE虚拟疲劳分析工作,初步明确存在疲劳强度的关键区域,进行结构改进及CAE 分析工作,直至满足概念设计规定的疲劳寿命指标。

车辆疲劳耐久性分析、试验与优化关键技术

车辆疲劳耐久性分析、试验与优化关键技术
液压成型是一种利用液压原理将材料加工成所需形状的技术,在车辆制造中得到广泛应用,可以提高材料的成型质量和精度。
喷涂技术
喷涂技术可以提高车辆的外观质量和耐腐蚀性,如电泳涂装、静电喷涂等技术在车辆制造车辆疲劳耐久性研究展望
1
深入研究车辆疲劳损伤机理
2
3
深入研究金属材料疲劳裂纹萌生和扩展机理,包括微裂纹、界面裂纹等特殊疲劳损伤机理。
试验过程
01
安装样品
将选择的样品按照规定的安装方式安装在试验台上,确保安装牢固、稳定。
02
预处理样品
在试验开始前,对样品进行必要的预处理,如表面处理、涂层等,以消除样品本身对试验结果的影响。
数据整理
对试验过程中记录的数据进行整理,提取与疲劳耐久性相关的数据,如应力、应变、循环次数等。
数据统计
对提取的数据进行统计和分析,计算相应的指标和参数,如疲劳寿命、应力幅等。
优化设计
对新设计的发动机支架进行疲劳试验,并与原车型进行对比评估,以确保优化后的支架疲劳性能得到提升。
验证与评估
A
B
C
D
整体结构分析
利用三维扫描技术获取重型卡车的整体结构模型,进行详细的应力、应变分析。
优化设计
根据预测结果,对重型卡车的整体结构进行优化设计,如改变车身形状、增加支撑结构等。
验证与评估
针对不同使用工况和环境条件,进行疲劳寿命预测模型的修正和优化,提高预测的准确性和可靠性。
01
03
02
研究新型高强度材料和先进制造技术,以提高车辆结构和零部件的抗疲劳性能。
发展车辆疲劳耐久性设计方法和优化策略,包括优化零部件的几何形状、受力分析和优化布局等。
探索基于健康监测和无损检测的车辆疲劳损伤监测与评估技术,及时发现和修复潜在损伤,延长车辆使用寿命。

发动机疲劳寿命的延长方法

发动机疲劳寿命的延长方法

发动机疲劳寿命的延长方法发动机作为汽车的核心部件,承担着将燃油转化为动力的重要任务。

然而,随着使用时间的增长和工作环境的恶化,发动机面临着疲劳现象,进而影响其寿命和性能。

这篇文章将从几个方面介绍发动机疲劳寿命的延长方法。

1. 使用高质量的机油机油在发动机中起到润滑和冷却的作用,对于减少磨损、防止摩擦和清洗内部部件都起到至关重要的作用。

因此,选择高质量的机油是延长发动机疲劳寿命的关键。

合适的机油可以提供更好的润滑效果,降低发动机运转时的摩擦磨损,同时还能有效清洗发动机内部,保持部件间的协调工作。

2. 定期更换机油和滤清器机油和滤清器的更换周期决定了发动机正常工作的稳定性和寿命。

机油过度使用会导致污染和粘稠度增加,滤清器的堵塞会阻碍机油的流动。

因此,定期更换机油和滤清器是保证发动机寿命的重要措施。

一般情况下,根据车辆使用情况,每行驶5000-10000公里就应进行一次更换。

3. 做好发动机的预热和冷却发动机在启动前应进行预热,这有助于提高润滑性能和燃烧效率,减少磨损。

尤其在低温环境下,预热对于发动机的寿命延长至关重要。

另外,长时间高负载工作的发动机,应在停车后进行适当的冷却,防止过热对发动机产生损害。

4. 注意节制行驶速度和负载高速行驶和超负荷工作是导致发动机疲劳的常见原因。

过高的发动机转速和负载会增加发动机的磨损和压力,缩短使用寿命。

因此,要尽量避免超速行驶和长时间的高负荷运转,合理控制行驶速度和负载。

5. 定期维护和保养发动机定期进行发动机的维护和保养是延长发动机寿命的重要手段。

包括清洗空气滤清器、清洗和校正喷油器、检查并维护供油系统等。

通过定期检查,可以及时发现和解决一些潜在问题,避免进一步的损坏。

总结起来,延长发动机疲劳寿命的方法有:使用高质量的机油、定期更换机油和滤清器、做好发动机的预热和冷却、注意节制行驶速度和负载,以及定期维护和保养发动机等。

这些方法能够减少发动机的磨损和压力,提高其性能和寿命。

整车疲劳耐久载荷提取的三种方法

整车疲劳耐久载荷提取的三种方法

整车疲劳耐久载荷提取的三种方法下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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某汽车悬架纵臂衬套疲劳寿命优化设计

某汽车悬架纵臂衬套疲劳寿命优化设计

某汽车悬架纵臂衬套疲劳寿命优化设计
王小莉
【期刊名称】《汽车工程师》
【年(卷),期】2016(000)005
【摘要】汽车悬架纵臂衬套的疲劳耐久特性对汽车的舒适性和操控性起着重要作用.为了解决纵臂衬套在路试中出现的开裂问题,从疲劳寿命预测的基本思想出发,提出了解决方案.通过衬套耐久仿真分析,找出了衬套容易出现开裂的位置,通过减小衬套橡胶圆角部分应变的大小,使得衬套疲劳寿命提高到原来的近2倍.衬套台架试验和道路试验验证表明,结构优化后的衬套满足整车性能要求.本衬套疲劳寿命优化设计方法可为汽车其他零部件的疲劳寿命设计提供参考.
【总页数】3页(P22-24)
【作者】王小莉
【作者单位】广东技术师范院;华南理工大学
【正文语种】中文
【相关文献】
1.汽车悬架控制臂液压衬套动态特性实测与计算分析 [J], 上官文斌;徐驰
2.汽车悬架橡胶衬套刚度的优化设计 [J], 赵振东;雷雨成;袁学明
3.某汽车悬架纵臂衬套疲劳寿命优化设计 [J], 王小莉;;
4.汽车悬架控制臂前衬套自动化压装原理与实现方法 [J], 蒋振辉;范灏;许黎明;梁庆华
5.汽车悬架控制臂拉压溃分析及疲劳寿命预测 [J], 王红民;谢锋;郑国峰;王小莉;上官文斌;俞宏
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基于疲劳设计理论解决轿车车身后部开裂问题

基于疲劳设计理论解决轿车车身后部开裂问题

基于疲劳设计理论解决轿车车身后部开裂问题汪沛伟;龚侃;袁亮;张铁;宋瀚【摘要】本文针对项目开发过程中的试验开裂问题,基于疲劳设计的基本理论,对影响车身疲劳耐久性能的因素进行分析.提出改善思路及改善方向,通过大扭转静态仿真分析方法,快速提出了有效的改善方案.该方案通过试验样车耐久测试,验证切实可行,为今后车身结构解决疲劳失效的问题提供重要参考.【期刊名称】《汽车科技》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】4页(P108-111)【关键词】疲劳耐久;应力集中;大扭转工况静态分析【作者】汪沛伟;龚侃;袁亮;张铁;宋瀚【作者单位】东风汽车公司技术中心,武汉430070;东风汽车公司技术中心,武汉430070;东风汽车公司技术中心,武汉430070;东风汽车公司技术中心,武汉430070;东风汽车公司技术中心,武汉430070【正文语种】中文【中图分类】U463.3+6汪沛伟武汉理工大学机械工程硕士研究生毕业,现任东风汽车公司技术中心工程师,研究方向为:车体结构设计。

随着汽车市场越来越大,人们对汽车的安全性、可靠性的要求越来越高。

在汽车行驶过程中,由于路面不平整等因素影响,车身通常会受到交变载荷的作用,在交变载荷的重复作用下车身结构可能产生低于材料最大应力水平下的疲劳破坏。

车身作为汽车的重要支撑结构,其疲劳耐久性能对整车的安全性、可靠性影响尤其明显。

本文针对某三厢车型开发过程中,车身后部在耐久试验中开裂问题为例,根据疲劳设计理论提出解决思路,并由此提出新的仿真分析思路,快速有效的提出解决方案,最终通过实车验证解决了开裂问题。

某三厢轿车在试制样车阶段进行轮胎耦合道路耐久试验中,车身后部出现了不同程度的开裂现象。

开裂的地方主要发生在车身后部后隔板处,后隔板是三厢轿车特有的结构,位于车身后排座椅靠背的后面,行李箱的前面,连接左右侧C柱钣金结构,如图1所示。

后隔板是重要的传力路径,对整个车身起到一个横向的支撑,对整个车身的扭转刚度、强度均有重要影响。

汽车疲劳耐久性解决方案

汽车疲劳耐久性解决方案

汽车疲劳耐久性解决方案
林晓斌
【期刊名称】《汽车制造业》
【年(卷),期】2007(000)009
【摘要】近年来.随着CAD/CAE技术突飞猛进.靠实验室台架试验或试车场路试来评价或改进汽车耐久性的方法成本高.周期长,已经逐步被虚拟耐久性设计理念取代。

【总页数】3页(P54-56)
【作者】林晓斌
【作者单位】英国nCode国际有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U416.217
【相关文献】
1.汽车排气系统局部疲劳耐久性试验仿真分析 [J], 侯献军;郑灏;刘志恩;颜伏伍
2.汽车门板扶手疲劳耐久性能的影响因素研究 [J], 贾晓彦;徐源林;王玉;王长余;李加成;战磊
3.一种汽车发动机悬置轴套的疲劳耐久性能优化 [J], 刘海东;郝伟刚
4.基于Monte-Carlo拟合的二维随机载荷作用下汽车弹簧疲劳耐久性研究 [J], 藤瑞品; 宋晓琳; 刘国云; 曾俊伟
5.新能源汽车电机控制器振动疲劳耐久性能优化 [J], 卢钢;陈建明;沈丁建;毛鸿锋因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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汽车疲劳耐久性工程解决方案
英国nCode国际有限公司林晓斌
近年来,随着CAD/CAE技术突飞猛进,靠实验室台架试验或试车场路试来评价或改进汽车耐久性的方法成本高、周期长,已经逐步被虚拟耐久性设计理念取代。

随着汽车行业内的竞争不断加剧,汽车制造商无不面临着如下情况:满足用户日益提高的安全性及可靠性要求的同时做到节省成本。

其中,汽车的疲劳耐久性设计就是必须面对的重要课题之一。

疲劳耐久性工程
长期以来,汽车的耐久性主要靠实验室台架试验或试车场路试来评价或改进,这种设计思路成本高、周期长。

近一二十年来,CAD/CAE技术突飞猛进,虚拟耐久性设计理念已经在一些著名的汽车公司得到了广泛应用。

一个完整的疲劳耐久性解决方案通常包括如下步骤(如图1):根据用户用途建立寿命设计目标;采集用户使用环境和试车场载荷数据;验证分析处理实测数据;创建零构件几何模型;求取零构件间所传递的载荷;获取材料的疲劳寿命性能;预估零构件的疲劳寿命;台架模拟试验;试车场耐久性试验。

实际寿命GlyphWorks
图1 疲劳耐久性解决方案流程
ICE-flow 的功能
作为著名的疲劳耐久性技术服务公司之一的英国恩科(nCode )国际有限公司开发了一整套用于汽车耐久性设计、分析、试验及管理的硬件和软件工具——ICE-flow 系列产品。

包括:数据采集器Somat eDAQ 、数据分析处理及实验疲劳软件GlyphWorks 、CAE 疲劳分析软件 DesignLife 和耐久性数据管理软件系统Library 。

ICE-flow 集工程数据采集分析处理、疲劳寿命分析模拟、实验室台架加速和远程数据传递及管理于一身,是进行一体化抗疲劳设计必备的一个分析工具,也是进行异地协同设计的有效工具。

ICE-flow 系列产品如图2所示,以下对各功能分别进行介绍。

ICE-flow 系列产品
模拟
管理Library
图2 ICE-flow 系列产品
1、数据采集
道路载荷谱采集是疲劳耐久性设计的基础,我们需要调查用户的使用环境和用途,需要实测数据在实验室台架上做道路模拟试验,也需要为多体动力学分析、有限元分析以及疲劳寿命分析提供输入数据。

Somat eDAQ由基础层、各种不同功能的扩展层以及智能型调理模块组成。

基础层是一个具有高速运算能力的处理器;功能扩展层包括电桥板、同步高电平板、同步低电平板、带隔离和不带隔离的热电偶板、数字I/O板以及高平板。

系统可直接接入工程中常用的各类传感器,用来测量如应变、加速度、温度、车轮六分力、载荷、压力、位移、数字脉冲、数据总线及GPS等信号。

Somat eDAQ系统的测试通道数可灵活配置,单套系统的模拟通道数最高可达96个,数字信号通道可达10~100个。

各套系统也可以联合组建成一个分布式同步测试网络,以满足大通道数的数据采集要求。

系统采用TCP/IP通信协议,可实现与计算机的有线或无线连接进行远程测试控制。

系统带有大容量的数据存储卡,可脱离计算机独立运行,特别适合于移动测试。

系统可以对信号进行在线计算分析,记录时域、频域或雨流循环直方图数据格式,能进行触发等不同模式的条件数据采集,以适合于长时间的用户环境调查和寿命监控等场合。

另外,系统非常坚固,具有良好的抗震防尘和防水溅功能,在恶劣的工作环境下能够保持长时间的稳定工作。

Somat eDAQ系统已经广泛应用于汽车的道路载荷谱数据采集、实验式台架试验、用户使用状况调查以及汽车安全性、刹车系统、排放系统、发动机及变速箱等测试。

2、数据处理和实验疲劳分析
数据采集器所记录的原始数据通常需要进行分析处理才能变成工程中有用的信息。

原始数据的常规处理通常包括:信号的显示、编辑、算术及三角运算;频谱分析;数据格式转换;单位转换、元数据处理及报告等。

对于疲劳耐久性而言,需要鉴别出原始数据中所包含的异常信号并修正这些信号,通过不同的方法对数据的有效性进行检验。

需要将时域数据进行付里叶变换,获得信号中的频率内容,或者进行雨流计数得出数据中包含的循环频次信息。

在零部件台架试验部门,需要将采集的数据根据疲劳等效原理转换成一个加速试验所需的输入数据。

而在CAE分析部门,则需要从数据中提取出有限元分析、多体动力学分析和疲劳寿命分析所需要的时间域有效载荷谱。

另外,从实测量中直接预测疲劳寿命也是耐久性分析中的一项内容。

ICE-flow GlyphWorks 就是英国nCode公司为了满足上述工程需要而开发的新一代数据处理和疲劳分析工程软件。

GlyphWorks具有流程式架构、功能强大、运行高效、与各种数据格式无缝兼容、可方便地处理分析大通道数海量数据等突出优点。

软件由基础模块和一些功能模块组成,这些模块包括:时域处理、频域分析、异常信号检验、疲劳分析、时域疲劳损伤编辑、频域加速谱合成、疲劳裂纹扩展以及开放Glyph和超级Glyph。

GlyphWorks以交互的方式简单直观地创建一个有着数以百计的处理及分流步骤的流程。

企业自己开发的程序也能够通过开放Glyph接入分析流程实现二次开发。

流程可以加密封装以实现企业标准的执行。

另外,GlyphWorks能将处理分析和报告连成一体,从原始数据到最后的分析报告可一步完成。

GlyphWorks软件已经在汽车行业得到了广泛的应用。

无论是道路载荷谱处理分析、用户关联试车方案制定、台架加速试验谱编制,还是疲劳寿命分析,甚至在车辆平顺性,振动噪声分析中都发挥出了显著的作用。

3、CAE虚拟疲劳分析
传统的疲劳分析是基于一些工程实测量、针对零部件中的一些关键位置进行的。

随着CAD和CAE技术的迅速发展,现在也已经能够对整个零部件进行疲劳分析,这使得在设计的早期就能够对虚拟零部件进行疲劳寿命分析与优化,以避免设计的盲目性,提高实物样机在验证试验中第一次通过的可能性,从而缩短产品的开发周期。

CAE疲劳分析的基本原理是:根据有限元分析中所获得的应力应变结果,再结合材料的疲劳寿命性能,然后,应用疲劳理论计算出零部件的疲劳寿命分布。

零部件中所受的载荷,应该对应于实际工况,理想的应该是从实际测试中所获得的载荷数据。

通过对各种可能影响寿命的参量进行敏感性分析,比如选择不同的材料、比较不同的表面加工处理、不同的应力集中以及它们之间不同的组合,以获得最佳的、以寿命为设计目标的设计方案。

ICE-flow DesignLife是nCode开发的新一代CAE疲劳分析软件,它继承了已经得到广泛应用的FE-Fatigue软件的功能特点,并且在分析流程的创建、各种参数的定义、材料的选择、和有限元分析软件和前后处理软件的连接以及和试验分析的无缝整合等多个方面得到了极大的改进,使得一个复杂的疲劳分析优化变得容易和直观。

图3为利用DesignLife预测的汽车某部件疲劳寿命分布图。

图3 DesignLife预测的某汽车部件疲劳寿命分布
DesignLife与业界流行的CAE分析软件及前后处理器无缝连接,如MSC.Nastran、ANSYS、ABAQUS、Hypermesh和I-deas。

它全面支持多种线性或非线性的静态、瞬态或模态叠加动态模型以及焊点分析模型提供了从基本的S-N,E-N到高等的焊点焊缝、多轴疲劳分析工具;可自动鉴别图示寿命关键点的位置。

DesignLife支持多线程并行计算,计算效率非常高。

它和GlyphWorks共处一个软件平台,并且和数据处理实验疲劳分析完全整合,实现了真正意义上的一体化疲劳耐久性分析。

4、耐久性数据管理
汽车的耐久性管理涉及到大量的工程数据。

有实测的原始数据、处理过的分析数据、台架试验的输入数据、有限元载荷数据、多体动力学模拟中的输入输出载荷、还有各种材料的常规和疲劳性能数据。

另外,耐久性设计也涉及企业里各个功能部门,这些部门可能分散在各个不同的地方,甚至在不同的国家。

如何将来自不同部门不同地方的这些海量数据有效并快速地转换成有用的信息并进行科学的管理,以帮助进行耐久性或其它关键技术或重大商业决策,对于一个企业是至关重要的。

ICE-flow Library 是nCode开发的基于网络的数据管理系统,旨在解决这个问题。

ICE-flow Library可在服务器端对整个工作流程,包括试验配置、数据上传、运行分析以及整个试验报告的提交实现自动化运行。

Library系统是对现有的PDM和数据库系统的补充,以实现工程数据的管理,包括解决测试数据管理的入门级解决方案软件包和基于网络的数据处理和分析系统包。

Library系统需要专门的服务器用来连接互联网和局域网,用户可以在任何时间登陆。

并且,系统设有多级安全进入控制以保证系统的安全性。

ICE-flow Library 已经在一些著名的汽车、摩托车制造商中得到应用,产生了巨大的经济效益。

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