减振器疲劳寿命分析

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疲劳寿命预测与结构可靠性分析

疲劳寿命预测与结构可靠性分析

疲劳寿命预测与结构可靠性分析疲劳是一种常见的结构失效形式,对于各种工程结构来说都是一个重要的问题。

疲劳失效通常是由于结构在长期的交变载荷下产生微小裂纹,最终导致结构破坏。

因此,准确预测疲劳寿命对于结构的安全可靠性分析至关重要。

疲劳寿命预测是通过建立适当的数学模型来估计结构在实际使用过程中的寿命。

这个过程需要考虑多种因素,包括结构的材料性能、载荷条件、结构几何形状等。

其中,最关键的是建立适当的疲劳损伤累积模型。

疲劳损伤累积模型是通过将载荷历程进行离散化,将结构在每个载荷循环下的应力水平与疲劳寿命损伤关系进行对应,从而计算出结构的疲劳损伤累积。

常用的疲劳损伤累积模型包括线性累积模型、双曲线累积模型和修正曲线累积模型等。

线性累积模型是最简单的疲劳损伤累积模型,它假设结构的疲劳寿命损伤与载荷循环次数成正比。

这个模型的优点是简单易用,但是在实际应用中往往存在较大的误差。

双曲线累积模型考虑了载荷历程中应力水平的变化,相对于线性累积模型更加准确。

修正曲线累积模型则进一步考虑了材料的强度退化和载荷频率对疲劳寿命的影响,是目前应用最广泛的模型之一。

除了疲劳寿命预测,结构可靠性分析也是一个重要的研究方向。

结构可靠性分析是通过考虑结构设计参数的不确定性,评估结构在设计寿命内的可靠性水平。

可靠性分析可以帮助工程师确定结构的安全系数,为结构的设计和维护提供科学依据。

结构可靠性分析的关键是确定设计参数的概率分布函数。

常用的方法包括统计分析、试验数据分析和专家经验法等。

统计分析方法通过对大量数据的统计处理,得到设计参数的概率分布函数。

试验数据分析方法则通过对实际试验数据的分析,估计设计参数的概率分布函数。

专家经验法则是根据专家的经验和知识,对设计参数的概率分布函数进行估计。

在结构可靠性分析中,可靠性指标是一个重要的评估指标。

常用的可靠性指标包括可靠性指数、失效概率和可靠度指标等。

可靠性指数是用来评估结构在设计寿命内的可靠性水平,失效概率则是评估结构在设计寿命内发生失效的概率。

车身结构疲劳寿命预测分析研究

车身结构疲劳寿命预测分析研究

车身结构疲劳寿命预测分析研究一、概述车身结构疲劳寿命预测分析研究是汽车工程领域的重要研究方向之一,其目的是通过建立精确的预测模型,预测车身结构在长期使用过程中的疲劳寿命,为车身结构设计和制造提供科学依据,进一步提高汽车的安全性、可靠性和耐用性。

二、车身结构疲劳寿命车身结构疲劳寿命是指车身结构在长期使用过程中,因受到加载和应力反复循环而发生的疲劳损伤或破坏前所经历的循环数或时间。

在汽车工程领域,疲劳寿命一直是汽车结构设计和制造的重要指标之一,影响着汽车的可靠性和使用寿命。

三、车身结构疲劳寿命预测方法车身结构疲劳寿命预测方法主要分为试验和计算两种方法。

1.试验法试验法是通过在模拟实际使用条件下进行大量的疲劳试验,以实测数据为基础,通过统计分析和曲线拟合等手段建立疲劳寿命预测模型。

试验法的优点是能够直接获取实际数据,预测结果准确可靠;缺点是试验成本高、时间长,并且只能针对某一特定结构进行试验,不具有通用性。

2.计算法计算法是通过在数值仿真软件中建立车身结构有限元模型,在给定的荷载作用下进行疲劳仿真分析,以数值模拟的结果为基础,通过计算建立疲劳寿命预测模型。

计算法的优点是成本低、时间短,并且具有通用性;缺点是需要建立精确的有限元模型,且模型的精度和建模方法会极大地影响疲劳寿命的预测结果。

四、影响车身结构疲劳寿命的因素车身结构疲劳寿命受到多种因素的影响,主要包括材料的强度和韧性、结构的几何形状、工艺质量、荷载等因素。

1.材料的强度和韧性材料的强度和韧性是影响车身结构疲劳寿命的最直接因素。

材料的强度决定了结构能够承受的最大应力值,而材料的韧性决定了结构在受到较大应力时的断裂形态,对疲劳寿命的影响也非常显著。

2.结构的几何形状车身结构的几何形状对疲劳寿命的影响主要体现在应力分布和应力集中的程度上。

一些细微的结构形状设计上的失误或缺陷可能会导致应力集中,从而对车身结构的疲劳寿命产生负面影响。

3.工艺质量工艺质量是影响车身结构疲劳寿命的重要因素之一。

机械结构的疲劳寿命与可靠性分析

机械结构的疲劳寿命与可靠性分析

机械结构的疲劳寿命与可靠性分析机械结构的疲劳寿命和可靠性分析是机械工程领域中一个重要的课题。

疲劳寿命是指机械结构在长期连续循环载荷下能够正常工作的时间,而可靠性是指机械结构在设计寿命内不失效的概率。

本文将从疲劳寿命与可靠性的概念、影响因素、分析方法以及提高方法等几个方面进行论述。

首先,我们来了解一下疲劳寿命与可靠性的基本概念。

疲劳寿命与可靠性是机械结构设计与评估的重要指标,它们直接影响到机械设备的使用寿命和可靠性。

疲劳寿命是指机械结构在多次循环载荷下,出现疲劳破坏的时间,它是一个统计平均数,并且服从一定的概率分布。

而可靠性是指机械结构在规定的设计寿命内不失效的概率。

疲劳寿命和可靠性是衡量机械结构寿命和可靠性的重要指标。

其次,我们来探讨一下影响机械结构疲劳寿命与可靠性的因素。

首先是载荷条件的影响,载荷是引起结构疲劳破坏的主要原因之一。

不同的载荷条件下,机械结构的疲劳寿命和可靠性会有所不同。

其次是结构材料的影响,材料的强度、韧性和疲劳性能等都会对结构的疲劳寿命和可靠性产生影响。

此外,还有结构形状、焊接质量、温度等因素都会对机械结构的疲劳寿命和可靠性产生影响。

接下来,我们将介绍一些机械结构疲劳寿命与可靠性的分析方法。

首先是数值模拟方法,通过建立适当的数学模型,采用有限元分析等方法,对机械结构的疲劳寿命和可靠性进行预测和评估。

另外一种方法是试验方法,通过对机械结构进行疲劳试验,获取其疲劳寿命曲线和可靠性指标,来评估机械结构的疲劳寿命和可靠性。

而最常用的方法是基于统计学原理的可靠性设计方法,通过收集疲劳试验数据,利用统计分析方法建立概率模型,计算结构的可靠性指标。

最后,我们来探讨一下提高机械结构疲劳寿命与可靠性的方法。

首先是合理的结构设计,通过优化结构形状和尺寸,减少应力集中和历史因素,提高结构的疲劳寿命和可靠性。

其次是选用合适的材料,选择强度高、韧性好、抗疲劳性能优异的材料,可以提高结构的疲劳寿命和可靠性。

橡胶减震器标准

橡胶减震器标准

橡胶减震器标准一、确定设备工作环境在设计和使用减震器之前,首先需要确定设备的工作环境。

这包括设备的运行频率、振幅、速度、加速度以及可能遇到的环境因素(如温度、湿度等)。

这些参数将决定减震器的设计参数,以确保其能够在预期的环境中正常工作。

二、确定减震器的设计参数根据设备的工作环境,可以确定减震器的设计参数。

这些参数包括:最大承载能力:减震器需要承受的静载和动载。

适用频率范围:减震器能够降低的振动频率范围。

阻尼比:减震器在振动过程中所表现出的阻尼效应。

最大位移:减震器在额定承载能力下能够承受的最大位移。

环境适应性:考虑温度、湿度等环境因素对减震器性能的影响。

三、选择合适的减震材料根据减震器的设计参数,需要选择合适的减震材料。

减震材料应具有高弹性、高阻尼、耐久性强等特性。

常用的减震材料包括天然橡胶、合成橡胶、硅胶等。

通过选择合适的材料,可以确定减震器的弹性模量,以满足设计要求。

四、确定减震器的形状减震器的形状对其运动特性有着重要影响。

根据设备的工作环境和设计要求,可以选择合适的减震器形状,如圆形、方形、三角形等。

不同的形状具有不同的运动特性,包括刚度、阻尼等,应根据实际需求进行选择。

五、验证减震器的性能在设计和选择减震器后,需要通过实验验证其性能。

这包括以下几个方面:承载能力测试:测试减震器在静载和动载下的性能,以确保其具有足够的承载能力。

频率响应测试:测试减震器在不同频率下的阻尼效应,以确保其能够在预期的频率范围内有效降低振动。

环境适应性测试:测试减震器在不同环境因素下的性能,如温度、湿度等,以确保其具有足够的环境适应性。

疲劳寿命测试:测试减震器的疲劳寿命,以确保其在预期的使用寿命内具有良好的性能。

振动环境下结构疲劳性能与寿命评估

振动环境下结构疲劳性能与寿命评估

振动环境下结构疲劳性能与寿命评估在振动环境下,结构的疲劳性能与寿命评估是非常重要的。

振动环境下的结构疲劳是指结构在受到周期性外力作用下,由于应力的累积作用而引起的结构破坏现象。

结构的疲劳性能评估旨在确定结构的劳寿命,以便预测结构在实际使用条件下的可靠性和安全性。

结构的疲劳性能与寿命评估涉及以下几个关键方面:振动环境分析:首先需要对振动环境进行分析,包括振动频率、振动幅值、振动周期等参数的测量和分析。

常用的方法包括现场振动测试、实验室振动台测试以及数值模拟等。

应力分析:振动环境下的结构会受到周期性外力的作用,这会引起结构内部应力的变化。

通过应力分析,可以确定结构在不同工况下的应力分布情况,从而评估结构的疲劳性能。

疲劳寿命预测:基于应力分析结果,可以采用疲劳寿命预测方法来评估结构的疲劳寿命。

常用的方法包括应力范围法、应力时间法、应力幅值法等。

这些方法基于材料的疲劳性能曲线和结构的应力历史,可以预测结构在不同工况下的疲劳寿命。

结构可靠性评估除了预测疲劳寿命,还需要对结构的可靠性进行评估。

可靠性评估包括确定结构的失效概率、可靠度指标等,以评估结构在振动环境下的安全性。

寿命评估与优化设计:通过对结构的疲性能评估,可以发现结构的疲劳弱点和寿命短板。

基于这些评估结果,可以进行结构的优化设计,包括改善材料性能、调整结构参数、增加支撑等措施,以提高结构的疲劳寿命和可靠性。

需要注意的是,振动环境下结构的疲劳性能与寿命评估是一个复杂的工程问题,需要综合考虑材料特性、结构形式、振动环境和设计要求等多个因素。

同时,疲劳性能评估的准确性也受到振动环境测试和应力分析等技术手段的限制。

因此,在进行结构疲劳性能评估时,需要综合运用实验、数值模拟和经验方法,以提高评估结果的准确性和可靠性。

总之,振动环境下结构的疲劳性能与寿命评估对于确保结构的安全可靠性至关重要。

通过对振动环境的分析、应力分析和疲劳寿命预测等方法的综合应用,可以评估结构的疲劳性能,并提出相应的优化设计方案,以提高结构的疲劳寿命和可靠性。

汽车钢板弹簧疲劳寿命分析方法

汽车钢板弹簧疲劳寿命分析方法

汽车钢板弹簧疲劳寿命分析方法摘要:为合理研究汽车钢板弹簧的疲劳寿命,利用载荷谱测量数据,定义和调整材料疲劳曲线,并采用Miner的累积磨损理论,最后得出汽车钢板弹簧寿命结论。

结果与汽车安全性试验的结论十分相符,同时对影响钢板弹簧使用寿命的各种因素进行了研究,建立了一种通过测试分析来检测钢板弹簧疲劳寿命的办法,有助于提高汽车板簧的可靠性。

关键词:汽车行业;钢板弹簧;疲劳寿命;具体方法引言:汽车钢板弹簧是车辆悬挂体系中的最主要部分之一,具有联接轮胎和车架的功能。

除汽车和货物的载重以外,还承担着道路崎岖所带来的冲击。

由此可见,板簧作为汽车减震和储能的重要部件,能够吸收巨大的弹性而不发生永久变形。

为了良好的汽车行驶舒适性和汽车稳定性,就必须提高钢板弹簧的强度和使用年限。

因此,对于汽车钢板弹簧疲劳寿命分析具有积极意义。

1.影响钢板弹簧寿命的主要因素(一)原料的选用对于抗拉强度高的板簧,在使用中不易发生永久变形,如果钢在淬火时为全马氏体,则其力学性能均匀分布在横截面上,钢材可以发挥其最大的抗拉强度。

如果钢中含有其他非马氏体组织,则芯部的力学性能低,特别是韧性低,会降低其弹性极限和屈服强度。

因此,首先钢铁材料本身应具备一定的淬透性,不同的金属材料拥有各不相同的淬透性。

由于钢板弹簧产品需要严格执行国家相关汽车技术标准,规定为疲劳寿命大于或等于8万次以上的产品为合格产品。

所以,选用材料的主要依据就是产品的疲劳寿命,是否能够满足技术标准[1]。

(二)原材料的质量钢板弹簧原材料的质量主要包括两种因素:分别为原材料的外部质量和内部质量。

原材料的外部质量有很多缺陷,比如划痕、凹坑、开裂、锈蚀、侧裂等等。

原材料的内部质量缺陷也不少,通常包括非金属夹杂物、气孔、气泡、条带。

结构松散,碳化物偏析高,开裂,碳和合金含量低。

原材料的内部品质问题,一般分为:非金属夹杂物质、气孔、气泡、细条带。

结构疏松、碳化物偏析度高,容易发生断裂现象,碳和合金含量较少。

减震器实验报告

减震器实验报告

一、实验目的1. 了解减震器的基本原理和结构;2. 掌握减震器的性能测试方法;3. 分析减震器的各项性能指标;4. 评估减震器的实际应用效果。

二、实验原理减震器是一种能够减小或消除机械振动和冲击的装置,广泛应用于各类机械设备中。

本实验主要针对汽车减震器进行研究,其工作原理为:当汽车行驶过程中,减震器通过油液的流动来吸收和消耗能量,从而减小车身和悬挂系统的振动。

三、实验仪器与设备1. 减震器实验台:用于模拟汽车悬挂系统,对减震器进行加载和测试;2. 动态信号分析仪:用于采集减震器的振动信号,分析其性能;3. 计算机及相关软件:用于数据处理和分析;4. 减震器:实验对象。

四、实验方法1. 减震器性能测试:在实验台上,对减震器进行加载,采集其振动信号,分析其阻尼系数、固有频率等性能指标;2. 减震器疲劳寿命测试:通过循环加载,观察减震器的磨损情况,评估其疲劳寿命;3. 减震器实际应用效果测试:在实车上进行测试,观察减震器在实际应用中的性能表现。

五、实验步骤1. 准备实验台,将减震器安装在实验台上;2. 连接动态信号分析仪,采集减震器的振动信号;3. 对减震器进行加载,观察其振动情况,记录相关数据;4. 对减震器进行疲劳寿命测试,记录磨损情况;5. 将减震器安装在实车上,进行实际应用效果测试;6. 对实验数据进行处理和分析,得出结论。

六、实验结果与分析1. 减震器性能测试结果:通过实验,得到减震器的阻尼系数为0.25,固有频率为10Hz,符合设计要求;2. 减震器疲劳寿命测试结果:经过10000次循环加载,减震器未出现明显磨损,其疲劳寿命满足设计要求;3. 减震器实际应用效果测试结果:在实车上进行测试,减震器表现出良好的减震性能,有效降低了车身和悬挂系统的振动。

七、结论通过本次实验,我们了解了减震器的基本原理和结构,掌握了减震器的性能测试方法,分析了减震器的各项性能指标,并评估了其在实际应用中的效果。

实验结果表明,该减震器具有良好的减震性能和疲劳寿命,能够满足设计要求,具有较好的实际应用价值。

汽车减震器弹簧盘疲劳仿真分析

汽车减震器弹簧盘疲劳仿真分析

进行 疲 劳分 析时 应采 用 瞬态疲 劳分 析方 法 。
1 . 2 名义 应 力寿命 法
常 用 的计 算 疲 劳 寿命 的 方 法 有 名义 应 力 寿 命 法 、 裂 纹扩 展计 算法 和 局 部 应 变 寿命 法 。其 中 , 名 义应 力 寿命 法 又被 称 为 S —N 法 , 其设 计 思路 为 : 把材 料 S — N 曲线 作 为 出发 点 , 考 虑 各 种 系数 的 影 响 , 并根据 曲 线进 行 抗疲 劳设 计 。其 流程 如 图 1 所示 。
汽 车 减 震 器 弹簧 盘 疲 劳仿 真 分 析 米
陈 芳 芳 , 杜 艳 平
( 1 .太原科技 大学 机械X - 程 学 院 . 山西 太 原 0 3 0 0 2 4 ;2 . 北 京 印刷 学 院 .北 京 1 0 2 6 0 0 )
摘 要 :基 于 有 限 元 疲 劳 分 析 方 法提 取 弹 簧 盘 力 学模 型 ,建 立 了弹 簧 盘 的有 限元 模 型 。针 对 某 种 型 号 轿 车 的 悬
( 2 01 0 D0 05 01 7 00 0 0 0 7 )
根 据 悬架 中各零 部 件 之 间 的相 对 运 动关 系 , 建 立 四分 之一 悬 架 系统 动力 学模 型 。利 用 ADA MS路 面 谱模 生 成 程 序 生 成 一 组 随 机 路 面 数 据 并 导 入 , 采 用
名义应 力寿命 法

断裂 , 这 种 现象 就 是疲 劳破 坏 。弹 簧 盘作 为 重 要 的 承 载 零件 , 其 可靠 性不 仅 与 汽 车 行 驶 的平 顺 性 和 汽 车操
纵 的稳 定性 有关 , 还 关 系到 汽车行 驶 的安 全性 问题 。
本 文结 合工 程 实 例 通 过对 前 悬 架 系统 力 学建 模 , 采 用 Wo r k b e n c h软 件对 弹簧 盘进 行 应力计 算 , 并 利 用

机械振动学中的振动与疲劳寿命分析

机械振动学中的振动与疲劳寿命分析

机械振动学中的振动与疲劳寿命分析机械振动学是研究物体在受到外力或激励下发生振动的学科,通过振动分析可以了解机械系统的动态特性。

在工程实践中,振动分析在设计、优化和故障诊断上起着重要作用。

而振动引起的疲劳破坏也是工程领域中常见的问题。

本文将探讨机械振动学中的振动与疲劳寿命分析,帮助读者更好地理解相关理论和方法。

振动分析是机械系统动态特性分析的重要手段。

振动可以分为自由振动和受迫振动两种情况。

自由振动是指物体在没有外力作用下的振动,其振幅和频率由系统的初始条件确定。

而受迫振动是指物体受到外力作用下的振动,外力的频率与系统的固有频率接近时,会出现共振现象。

通过振动分析,可以得到机械系统的振动模态、频率响应等重要参数,为系统设计和优化提供依据。

疲劳寿命是指机械元件在交变载荷作用下发生疲劳破坏之前可以承受的循环载荷次数。

疲劳破坏是由于材料内部的微观缺陷在循环载荷下逐渐扩展至裂纹并最终导致破坏。

在振动引起的疲劳问题中,振动载荷作用下的应力循环是引起疲劳破坏的主要原因。

疲劳寿命分析是通过计算机模拟或实验手段确定机械元件在特定工况下的疲劳寿命,以预防疲劳破坏的发生。

振动与疲劳寿命之间存在着密切的联系。

振动会引起机械元件受到动态载荷作用,导致应力的集中和变化;而应力的集中和变化则是疲劳破坏的主要因素。

因此,在设计机械系统时,需要综合考虑振动对元件疲劳寿命的影响,采取相应的措施减小振动幅值和频率,提高元件的疲劳寿命。

在实际工程中,振动与疲劳寿命分析是不可或缺的环节。

通过有限元分析、模态试验等手段,可以对机械系统进行振动模态分析,得到系统的动态响应特性;同时,通过疲劳实验和寿命预测方法,可以评估元件在实际工作条件下的疲劳寿命,为系统的可靠性设计提供依据。

综上所述,机械振动学中的振动与疲劳寿命分析是研究机械系统动态特性和耐久性的重要内容。

通过振动分析和疲劳寿命评估,可以优化机械系统的设计,延长元件的使用寿命,提高系统的稳定性和可靠性。

汽车驱动桥壳疲劳寿命分析及结构优化

汽车驱动桥壳疲劳寿命分析及结构优化

汽车驱动桥壳疲劳寿命分析及结构优化
徐珊珊;戴长波
【期刊名称】《机械工程师》
【年(卷),期】2012(000)008
【摘要】后桥总成是整车的重要组成部分,对其进行失效分析对提高整车安全性有着重要的意义.文中对一款新设计后桥进行CAE分析,发现桥壳减震器支架周围有断裂风险,因此对其进行疲劳试验验证,试验结果确定在此位置易过早疲劳断裂.通过实验结果分析其失效原因,并对这些因素进行排查.最后通过改变减震器支架形式及焊接方法等优化手段,使得后桥桥壳疲劳寿命提高至国家标准,并为以后的后桥设计提供一定的依据.
【总页数】2页(P52-53)
【作者】徐珊珊;戴长波
【作者单位】合肥美桥汽车传动及底盘系统有限公司,合肥230011;合肥美桥汽车传动及底盘系统有限公司,合肥230011
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.7
【相关文献】
1.微型汽车驱动桥壳的疲劳寿命预测
2.某轻卡驱动桥壳疲劳寿命分析及结构优化
3.汽车驱动桥壳疲劳寿命分析
4.汽车驱动桥壳疲劳寿命分析
5.汽车驱动桥壳结构优化分析及轻量化设计
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结构材料的疲劳寿命与可靠性分析

结构材料的疲劳寿命与可靠性分析

结构材料的疲劳寿命与可靠性分析1500字结构材料的疲劳寿命与可靠性分析在工程设计和材料科学领域扮演着重要的角色。

本文将探讨疲劳寿命的定义、影响因素以及可靠性分析的方法,以期为相关研究提供参考和指导。

1. 疲劳寿命的定义疲劳寿命指的是材料在反复应力载荷作用下发生破坏的循环次数。

疲劳寿命直接影响着结构的安全性和可靠性,因此其准确预测和评估对于工程设计至关重要。

疲劳寿命的评估一般采用疲劳试验来获取材料的疲劳曲线,通过实验数据拟合来预测材料的疲劳寿命。

2. 影响疲劳寿命的因素疲劳寿命受多种因素的影响,其中最重要的因素包括材料的强度、硬度、形变能力、表面处理以及加载模式等。

材料的强度决定了其能够承受的最大应力值,硬度决定了材料抵抗变形和破坏的能力,而形变能力则反映了材料在受到应力作用下的变形能力。

同时,材料的表面处理也会影响其疲劳寿命,例如表面缺陷和裂纹会导致疲劳寿命的减小。

此外,加载模式也对疲劳寿命有着直接的影响,不同的载荷模式会导致不同的应力状态,从而影响材料的疲劳寿命。

3. 可靠性分析的方法可靠性分析是评估材料或结构在特定工作条件下不发生失效的概率。

可靠性分析的结果可以用来指导材料和结构的设计,以确保其满足工程要求。

常用的可靠性分析方法包括统计分析法、蒙特卡洛模拟法和灵敏度分析法等。

统计分析法基于大量的试验数据和统计学原理,通过建立概率模型来评估疲劳寿命的可靠性。

蒙特卡洛模拟法通过随机取样来模拟不同的工作条件,从而得到不同情况下疲劳寿命的分布。

而灵敏度分析法则用于评估输入参数对疲劳寿命的影响程度,从而确定哪些参数对可靠性具有关键作用。

综上所述,结构材料的疲劳寿命与可靠性分析对于工程设计和材料科学至关重要。

疲劳寿命的预测需要考虑多种因素,包括材料性能、载荷模式和表面处理等。

可靠性分析可以用来评估疲劳寿命的可靠性,并指导设计工作。

不断优化和改进可靠性分析的方法,将进一步提高结构材料的安全性和可靠性,在工程实践中发挥更加重要的作用。

浅谈汽车底盘零件的疲劳试验分析

浅谈汽车底盘零件的疲劳试验分析

浅谈汽车底盘零件的疲劳试验分析底盘是车辆结构中负责承受路面和车身负荷的关键部件之一、为了保证底盘的强度和耐久性,需要进行疲劳试验分析,来评估底盘零件在长期使用过程中的疲劳寿命。

本文将从试验方法、试验结果分析和改进措施三个方面来进行分析。

试验方法底盘零件的疲劳试验一般采用低周疲劳试验和高周疲劳试验两种方式。

低周疲劳试验通常采用恒幅加载方式,通过在一定的载荷下施加一定次数的循环载荷进行试验。

高周疲劳试验则采用应变幅变加载方式,即通过在一定应变幅范围内施加高频循环载荷来进行试验。

试验结果以应力-寿命曲线和应变-寿命曲线的形式展示。

试验结果分析通过对底盘零件的疲劳试验结果进行分析,可以得到零件的疲劳寿命,以及零件的疲劳强度和耐久性等信息。

在低周疲劳试验中,随着载荷幅值的增加,零件的寿命明显缩短。

在高周疲劳试验中,随着循环次数的增加,零件的应变幅值和内部应力都会不断积累,导致裂纹的扩展和零件失效。

因此,疲劳寿命是评估底盘零件强度和耐久性的重要指标。

改进措施针对底盘疲劳试验分析结果,需要从设计和材料两个方面进行改进。

针对设计方面,可以根据试验结果提高零件的刚度和强度,减少零件的应力集中。

针对材料方面,可以采用高强度,高韧性的材料来替代原有的材料。

同时,优化零件的表面处理方法,通过表面改性来提高零件的耐久性和抗疲劳性能。

综上所述,底盘零件的疲劳试验分析是评估底盘强度和耐久性的重要手段之一、通过试验得到的结果,可以指导设计、材料选择和工艺改进。

未来,随着材料和制造工艺的发展,底盘零件的疲劳试验分析将会更加精准和可靠。

汽车底盘悬挂系统的疲劳分析

汽车底盘悬挂系统的疲劳分析

汽车底盘悬挂系统的疲劳分析汽车作为我们日常生活中不可或缺的交通工具,其性能和安全性至关重要。

而底盘悬挂系统作为汽车的重要组成部分,直接影响着车辆的操控性、舒适性以及行驶的稳定性。

然而,在长期的使用过程中,悬挂系统会承受各种复杂的载荷和应力,容易出现疲劳损伤,从而影响车辆的性能和安全。

因此,对汽车底盘悬挂系统进行疲劳分析具有重要的意义。

要理解悬挂系统的疲劳问题,首先需要了解悬挂系统的基本构成和工作原理。

汽车底盘悬挂系统通常由弹簧、减震器、控制臂、连杆等部件组成。

其主要作用是支撑车身重量,减少路面颠簸对车身的冲击,并保持车轮与路面的良好接触,从而确保车辆的行驶稳定性和操控性。

在车辆行驶过程中,悬挂系统会不断地受到来自路面的激励,如凹凸不平的路面、减速带、坑洼等。

这些激励会导致悬挂系统部件产生周期性的变形和应力。

当这种周期性的应力和变形反复作用的次数达到一定程度时,悬挂系统部件就可能会出现疲劳裂纹,甚至断裂。

那么,如何对汽车底盘悬挂系统进行疲劳分析呢?一般来说,这需要综合考虑多个因素。

首先是材料的特性。

不同的材料具有不同的疲劳性能,因此在设计悬挂系统时,需要选择合适的材料,以确保其能够承受预期的载荷和应力。

其次是载荷的情况。

需要准确地测量和分析悬挂系统在实际行驶中所承受的各种载荷,包括静态载荷(如车身重量)和动态载荷(如路面激励)。

此外,还需要考虑悬挂系统的几何形状和结构。

复杂的结构和不合理的几何形状可能会导致应力集中,从而增加疲劳损伤的风险。

在进行疲劳分析时,通常会采用一些专业的方法和工具。

有限元分析(FEA)是一种常用的手段。

通过建立悬挂系统的有限元模型,可以模拟其在不同载荷条件下的应力和变形分布。

然后,结合材料的疲劳性能曲线,可以预测悬挂系统部件的疲劳寿命。

此外,试验测试也是不可或缺的。

在实际的试验中,可以对悬挂系统部件进行加载试验,直接观察其疲劳损伤的发展过程,并验证理论分析的结果。

实际中,一些常见的悬挂系统疲劳失效形式包括弹簧的断裂、减震器的漏油、控制臂和连杆的裂纹等。

机械设计中的疲劳与寿命评估

机械设计中的疲劳与寿命评估

机械设计中的疲劳与寿命评估在机械设计领域,疲劳与寿命评估是一个至关重要的步骤。

准确评估机械零部件的疲劳寿命,可以有效提高产品的可靠性和耐久性。

本文将探讨疲劳与寿命评估的基本概念和常用方法。

一、疲劳与寿命评估的背景疲劳是机械零部件在交变载荷作用下的破坏形式之一。

长时间的交变载荷作用会导致零部件发生疲劳开裂,最终导致失效。

因此,对机械零部件的疲劳性能进行评估至关重要。

寿命评估是对机械零部件在给定工作条件下的使用寿命进行估计。

通过合理的寿命评估,可以预测机械零部件的寿命,从而对产品的可靠性和耐久性进行有效控制。

二、疲劳寿命评估的基本概念1. 疲劳裂纹疲劳裂纹指的是在周期性的载荷作用下,由于材料的疲劳损伤而引起的裂纹。

疲劳裂纹的形成是一个逐渐扩展的过程,在疲劳寿命评估中需要重点关注裂纹的扩展速率。

2. 疲劳寿命疲劳寿命是指在给定工作条件下,机械零部件可以承受多少个循环载荷周期,而不发生破坏。

通过设计合理的疲劳寿命,可以确保零部件在实际使用中具有足够的耐久性。

3. 疲劳强度疲劳强度是指材料在疲劳加载下能够承受的最大应力水平。

实际应用中,需要将疲劳强度与材料的强度进行比较,以确保零部件在工作过程中不会发生疲劳破坏。

三、疲劳与寿命评估的常用方法1. 应力-寿命曲线法应力-寿命曲线法是一种基于实验数据的疲劳寿命评估方法。

通过对不同应力水平下的循环载荷试验,可以得到应力与寿命之间的关系曲线。

通过插值和外推方法,可以预测不同应力水平下的寿命。

2. 极限疲劳试验法极限疲劳试验法是一种对机械零部件进行疲劳破坏试验的方法。

通过在给定载荷下进行循环载荷试验,记录零部件的破坏循环数,从而得到其疲劳寿命。

3. 有限元分析法有限元分析法是一种基于数值模拟的疲劳寿命评估方法。

通过建立零部件的有限元模型,考虑材料的本构关系和载荷条件,利用数值分析软件进行模拟计算,得到零部件的应力分布和应变分布。

通过应力分析结果,可以评估零部件的疲劳寿命。

橡胶减震衬套疲劳寿命预测方法

橡胶减震衬套疲劳寿命预测方法

橡胶减震衬套疲劳寿命预测方法
橡胶减震衬套的疲劳寿命预测是一个重要的工程问题,对于提
高产品的可靠性和安全性具有重要意义。

疲劳寿命预测方法可以从
材料特性、设计参数、工作环境等多个角度进行分析。

首先,从材料特性的角度来看,橡胶减震衬套的疲劳寿命预测
需要考虑橡胶材料的本身特性,比如弹性模量、拉伸强度、断裂韧
性等。

这些参数可以通过实验测试或者材料手册获得,然后结合材
料的疲劳性能曲线,可以利用S-N曲线法或者裂纹扩展理论等方法
进行疲劳寿命的预测。

其次,从设计参数的角度来看,橡胶减震衬套的疲劳寿命预测
需要考虑到设计的几何形状、尺寸、载荷和工作条件等因素。

通过
有限元分析、应力分析和应变分析等方法,可以评估橡胶减震衬套
在实际工作条件下的受力情况,从而预测其疲劳寿命。

此外,工作环境也是影响橡胶减震衬套疲劳寿命的重要因素。

温度、湿度、化学介质等环境因素都会对橡胶材料的性能产生影响,因此需要将工作环境的影响考虑进来,进行相应的修正和调整。

总的来说,橡胶减震衬套的疲劳寿命预测是一个复杂的工程问题,需要综合考虑材料特性、设计参数和工作环境等多个因素。

通过合理的实验测试、数值模拟和理论分析,可以得到比较准确的疲劳寿命预测结果,为产品的设计和改进提供重要参考依据。

机械零件的疲劳寿命分析及寿命预测

机械零件的疲劳寿命分析及寿命预测

机械零件的疲劳寿命分析及寿命预测一、引言机械零件在使用过程中经常会经历交替应力、循环载荷等情况,随着使用的时间增加,可能会产生疲劳现象,导致零件失效,从而影响机器或设备的正常运行。

因此,分析机械零件的疲劳寿命,预测寿命的情况下,有助于提高机械设备的可靠性,减少维修费用和停机时间。

二、疲劳寿命分析1、疲劳寿命的定义疲劳寿命指在特定载荷下零件经过多次往复应力循环后发生疲劳破裂前的使用寿命。

2、疲劳失效的原因疲劳失效是由于零件长期承受交替应力、循环载荷引起的。

当零件内部应力达到一定值时,就会出现微小的裂纹,随着使用时间的增加,裂纹会逐渐扩展,最终导致零件的断裂。

3、疲劳寿命分析的方法为了分析机械零件的疲劳寿命,需要运用实验方法和计算方法两种方法。

实验方法主要是通过模拟循环载荷来对零件进行疲劳试验,得出疲劳寿命。

计算方法则通过分析零件的几何形状、材料性能、工作载荷等参数,利用数学方法计算出疲劳寿命。

4、疲劳寿命分析的步骤(1)确定零件的工作载荷和工况,根据实际情况确定零件受到的应力类型以及循环载荷的大小。

(2)确定零件的应力范围,根据零件工作载荷和材料的弹性模量计算出应力范围。

(3)计算疲劳强度系数,疲劳强度系数是指材料的疲劳极限(抗疲劳强度)与实际应力范围之间的比值,它是评估疲劳寿命的关键因素。

(4)应用材料疲劳曲线和极限疲劳循环次数得出零件的疲劳寿命。

三、寿命预测1、寿命预测方法为了预测机械零件的寿命,需要了解材料的疲劳强度曲线和应力分布等参数。

因此,寿命预测方法的主要任务是建立一个与材料和工况有关的模型,并利用该模型进行寿命预测。

2、寿命预测模型寿命预测模型是通过分析材料的疲劳性能和预处理实验数据得出的。

根据预处理数据和材料性质,可建立一个基于概率的寿命模型,以预测未来所需的寿命。

3、寿命预测的应用寿命预测可用于评估机械零件的耐久性,避免零件在使用过程中出现过载和振动等问题。

通过预测零件的寿命,可以及时采取相应的维护措施,延长机器的使用寿命。

摩托车液压式减震器的使用寿命和维护保养指南

摩托车液压式减震器的使用寿命和维护保养指南

摩托车液压式减震器的使用寿命和维护保养指南摩托车液压式减震器是保证骑乘舒适性和安全性的重要组成部分。

它们承受着车辆行驶过程中的震动和颠簸,并对骑手提供稳定和平稳的悬挂系统。

然而,随着时间的推移和使用的持续,液压式减震器可能会受到磨损和损坏,因此,正确的维护保养对于延长使用寿命和确保性能至关重要。

本文将介绍摩托车液压式减震器的使用寿命和维护保养指南,以帮助摩托车骑手保持其减震器的出色性能。

首先,了解液压式减震器的使用寿命是非常重要的。

一般而言,减震器的使用寿命约为2-5年,具体取决于使用频率、路况、负荷以及制造商的建议。

然而,一些迹象表明减震器可能需要更早进行更换。

例如,当减震器在行驶过程中产生异常噪音、泄漏液体、出现明显的减震性能下降或容易发生弹跳等状况时,这些都是减震器使用寿命到达或超过的迹象。

如何进行减震器的维护保养呢?以下是一些基本指南,可帮助您保持摩托车减震器的正常工作状态。

1. 定期检查定期检查减震器是保持其良好工作状态的重要步骤。

首先,查看减震器是否有泄漏迹象,包括油液沾湿或滴漏在减震器本体或轮胎上。

如果存在泄漏,应立即修理或更换减震器。

此外,检查减震器是否有裂纹、变形或其他物理损坏。

任何损坏都可能对减震器的性能产生负面影响,因此及早发现并解决问题是至关重要的。

2. 清洁与润滑定期清洁和润滑减震器的活塞杆和密封圈也是保持其良好工作状态的必要手段。

使用干净柔软的布擦拭减震器表面和密封圈,以去除灰尘和污垢。

保持活塞杆的清洁无尘,并使用适量的减震器油进行润滑,以确保活塞杆顺利运动而不出现卡滞。

需要注意的是,使用正确的减震器油以确保最佳效果,具体应参照制造商的建议。

3. 调整和平衡摩托车减震器的性能和工作状态与车辆载荷、路况以及个人偏好等因素有关,因此,调整和平衡减震器以满足个人需求是至关重要的。

一些液压式减震器配备了可调节的阻尼和压力装置,骑手可以根据需要进行调整。

通过调整减震器以适应不同的骑行条件,可以提供更好的悬挂和减震效果,从而提高骑乘舒适性和安全性。

减震器测试标准

减震器测试标准

减震器测试标准减震器测试标准是衡量减震器性能和质量的重要依据。

在全球范围内,各个国家和地区的汽车制造商、零部件供应商以及测试机构都在采用这些标准来确保产品的性能和安全性。

本文将对减震器测试标准进行详细解析,以期为读者提供有关减震器测试的有用信息。

一、减震器测试标准概述减震器测试标准主要包括静态压缩试验、动态压缩试验、疲劳试验、耐久性试验和温度稳定性试验等。

这些试验旨在评估减震器的性能、可靠性和适应性,以确保其在实际应用中能够满足各种工况需求。

二、减震器测试标准的具体内容1.静态压缩试验:该试验主要用于检测减震器在静止状态下的压缩性能。

试验过程中,将减震器充满油液并固定在试验台上,通过施加不同压力,观察减震器的压缩量。

2.动态压缩试验:与静态压缩试验类似,不同之处在于动态压缩试验模拟了减震器在行驶过程中的受力情况。

通过测量减震器在动态加载下的压缩量,评估其应对实际工况的能力。

3.疲劳试验:疲劳试验旨在检测减震器在长时间使用过程中的性能稳定性。

试验过程中,模拟减震器在实际工况下受到的循环载荷,观察其性能变化。

4.耐久性试验:耐久性试验主要评估减震器在恶劣工况下的使用寿命。

试验过程中,将减震器暴露在高温、高压、高湿等恶劣环境中,检测其性能变化。

5.温度稳定性试验:温度稳定性试验用于检测减震器在不同温度下的性能表现。

通过将减震器分别在高温、低温环境下进行试验,观察其性能变化。

三、减震器测试标准的意义和应用减震器测试标准对于汽车行业具有重要意义。

一方面,这些标准为生产企业提供了指导,确保产品具有良好的性能和安全性;另一方面,测试结果还可作为消费者购车时的参考,帮助他们选择优质的减震器产品。

同时,测试标准还有助于推动整个行业的技术进步,促使企业不断优化产品设计,提高产品质量。

总之,了解减震器测试标准有助于我们更好地评估减震器的性能和安全性。

在选购减震器时,可参考这些标准,选择高品质的产品。

国产橡胶减震器的刚度及疲劳特性研究

国产橡胶减震器的刚度及疲劳特性研究

国产橡胶减震器的刚度及疲劳特性研究橡胶减震器是一种常见的减震装置,广泛应用于汽车、机械设备、建筑物等领域,主要用于吸收冲击力,保护设备和结构物的安全。

橡胶减震器具有较大的变形能力和弹性恢复性,但其材料的刚度和疲劳特性对其减震性能有着重要影响。

橡胶减震器的刚度是指其对外加力的抵抗能力大小,一般用刚度系数来表示。

刚度系数越大,说明减震器对外力的抵抗能力越强,其变形程度越小。

因此,橡胶减震器的刚度需要根据具体应用场景来确定。

一般来说,刚度较大的橡胶减震器适用于负载较重、对变形要求较小的场合,而刚度较小的减震器则适用于变形较大的场合。

橡胶材料的刚度主要受到其硬度、密度、形状等因素的影响。

其中,硬度是影响刚度最主要的因素之一、通常来说,硬度较高的橡胶具有较大的刚度,能够提供较高的变形能力和减震效果。

与此同时,橡胶的导热性、导电性等物理性能也会对其刚度产生影响。

另外,橡胶减震器的疲劳特性也是其性能研究的重要方面。

由于橡胶减震器在长期使用过程中需要承受周期性的载荷作用,疲劳特性的研究可以用来评估减震器的使用寿命和可靠性。

橡胶疲劳主要表现为载荷作用下产生的裂纹和损伤,当裂纹达到一定长度时,将导致减震器的失效。

因此,研究橡胶减震器的疲劳特性可以帮助确定其在不同工况下的使用寿命,为产品设计提供依据。

橡胶减震器的疲劳特性研究主要包括载荷幅值对疲劳寿命的影响、载荷频率对疲劳寿命的影响、温度对疲劳性能的影响等方面。

通过对不同载荷条件下橡胶减震器的疲劳试验,可以评估其在实际使用中的可靠性和安全性,为产品的设计和使用提供参考。

总结起来,橡胶减震器的刚度和疲劳特性研究是评估其减震性能和使用寿命的重要方面。

通过对橡胶材料的刚度和疲劳特性的研究,可以优化减震器的设计和材料选择,提高其抗震能力和使用寿命。

这对于提升橡胶减震器的性能,增加其在各个领域的应用具有重要意义。

汽车减震器支座疲劳开裂原因分析

汽车减震器支座疲劳开裂原因分析

汽车减震器支座疲劳开裂原因分析
王国军;闫清东;孟宪峰;代连第
【期刊名称】《农业装备与车辆工程》
【年(卷),期】2006(000)005
【摘要】针对汽车在行驶过程中减振器支座开裂问题,对开裂部位的栽荷谱及相关信号进行了实车、实地测试,应用疲劳强度理论对减震器支座不同工况疲劳寿命进行了计算.研究表明,轮胎气压过高以及减震器损坏会造成其支座疲劳载荷显著增大,使之疲劳寿命迅速下降.最后建议对减震器的质量进行考核,尤其是对减震器拉伸和压缩过程的阻尼系数应引起同样重视,在使用过程中减震器失效后应立即更换,轮胎气压应按规定要求使用,以避免减震器支座过早疲劳失效.
【总页数】3页(P23-25)
【作者】王国军;闫清东;孟宪峰;代连第
【作者单位】军事交通学院汽车系,天津,300161;北京理工大学机械与车辆工程学院,北京,100081;北京理工大学机械与车辆工程学院,北京,100081;军事交通学院汽车系,天津,300161;军事交通学院汽车系,天津,300161
【正文语种】中文
【中图分类】O346.1
【相关文献】
1.汽车减震器变硬现象原因分析 [J], 贾艺峰;陈伟立;李民
2.粤海铁路轮渡码头汽车活动栈桥支座病害原因分析及对策 [J], 李天斌
3.汽车减震器变硬现象原因分析 [J], 赵建国;杨逍;张欢;丁旭东;罗庆
4.基于蒙特卡洛法的矿用车辆减震器支座可靠性分析 [J], 赵海宾;张宁
5.沈阳市汽车减震器厂与S30、S40减震器 [J],
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5 ? 10 1 000 000 782 000 底盖焊缝处 不合格
底盖焊缝处 6 ? 10 1 000 000 1 000 000 裂纹尺寸
0. 73 mm
分析结果表明, 试件不满足疲劳寿命的要求, 因此 需采取有效的措施延长其疲劳寿命, 例如焊后在焊缝 焊趾部位采用锤击、超声冲击等产生残余压应力[ 1, 2] , 或者在焊接时, 改善焊接工艺, 加大焊缝的高度以减小 加载时产生的应力集中, 由于后一种方法不需焊后处 理, 成本低, 因此本文以下通过有限元计算, 研究了焊 缝尺寸对应力集中的影响情况。
Key words: vibration damper, fatigue lif e, FEM
0前 言 在动载荷作用下, 汽车减振器的焊趾部位经常发
生疲劳破坏, 减振器形状及常见的断裂位置见图1, 本
图 1 减振器形状及 常见断裂情况
文对 某 公 司生 产 的 减 振 器进 行 了 疲 劳 试 验, 并 按 EP 56300. 30 标准对试件合格与否进行了检验。在此 基础上, 提出了焊后锤击造成残余压应力, 或改善焊接 工艺以降低应力集中系数等, 从而提高汽车减振器焊 接接头疲劳强度( 即延长减振器疲劳寿命) 的相应措施。
参考文献
1 霍立兴. 焊接结构的断裂行为及评定. 北京 : 机械工业出 版 社, 2000.
2 Dieter Radaj( 郑 朝云, 张 式 程译 ) . 焊 接结 构 疲劳 强度 . 北 京: 机械工业出版社, 1994. ( 收稿日期 2002 11 30)
作者 简介: 陈俊梅, 1973 年生, 博士后。主 要研 究方向: 结 构 的强度与断裂和焊接变形的有限元预测。
关键词: 减振器 疲劳寿命 有限元
FATIGUE LIFE ANALYSIS OF THE VIBRATION DAMPER
Shanghai Jiaotong Universit y Chen Junmei, Lu Hao, Lou Songnian
Abstract Fatigue failure is the common question occurred at the w eld toe of t he vibration damper. Fatig ue test of the vibration damper is carr ied out and the acceptance condition of test piece is judg ed according to t he demands of EP56300. 30 standard. T he effect of weld size on stress concentration is analyzed by FEM , and on that base the cor responding methods is put forw ar d to pro long fatig ue life of the vibration damper.
焊缝处底 盖最大 主应力/ M Pa
底盖处最大主 应力降低的 百分比( % )
26. 4 b 1= b 2= 24. 3
169. 86
7
24. 4 b 1= b 2= 24. 3
182. 58
图 3 计算所用的有限元网格划分图
以下计算分析了 不同焊缝高度值 a 的变化对最 大主应力的影响, 计算的载荷取 18 kN, a 和 b 的尺寸 取值及两种情况下最大主应力的计算结果见表 4。可 以看出, 焊缝宽度的增加会降低焊缝底盖处的应力集 中。因此焊接时, 适当增加焊缝的厚度有利于疲劳强 度的提高。
# 29 #
力, 载荷类型等。由于建模困难, 有限元计算时未考虑 焊缝的焊趾半径。因此建议适当加大焊缝的厚度的同 时, 采用好的焊接工艺增大焊趾过渡半径以降低焊趾 的应力集中, 达到提高疲劳强度的目的。
表 4 a 值变化对最大主应力的影响( 载荷取 18 kN)
a 的取值 / mm
b 1、b2 的取值 / mm
值得注意的是, 裂纹的起裂位置与诸多偶然因素 有关, 如焊趾部位的实际缺口几何形状、焊趾的残余应
3结 论
( 1) 原焊接工艺参数所焊 Q235 减振器的疲劳性 能不能满足疲劳寿命的要求。
( 2) 在提高疲劳强度方面, 建议适当加大焊缝的厚 度, 采用增大焊趾过渡半径的焊接工艺进行焊接来降 低焊趾的应力集中, 以满足疲劳性能的要求。
表 3 疲劳试验 结果
测试力 要求循环 实际循环
N o. / kN
载荷次数 载荷次数
断裂位置
合格 情况
1 ? 18 30 000 10 200 底盖焊缝处 不合格
2 ? 18 30 000 16 040 底盖焊缝处 不合格
3 ? 14 133 000 133 000
未开裂
合格
4 ? 14 133 000 104 200 底盖焊缝处 不合格
试验所用疲劳试验机的型号为 MST 880. 50, 载荷 类型为拉伸载荷, 见图 1, 试验机加载波形为正弦波, 应力 循环特征系数 R = - 1, 试件的加载频率为 40 Hz, 当裂 纹尺寸达到 0. 75 mm 或达到要求的循环次数时停止试验。 1. 2 疲劳强度要求
按 EP56300. 30 标准, WÊhler S- N 曲线的斜率 K 为 6( K 是以 log s 为纵坐标, log N 为横坐标所得 直线的斜率) , 要求达到的最低循环次数的近似值( 平
收弧电压 U S/ V
焊接气体
气体流量 Q / ( L#min- 1)
焊丝直径 焊丝牌号
d/ mm
焊接速度 v / ( m#min- 1 )
80% Ar+
260~ 280
26
1 80
18
24
JM- 56
1. 2
0. 9~ 1. 1
20% CO2
表 2 测试力和应力对应表
测试力 F/ kN
对应的应力范围 S / M P a
? 10
59. 7
? 14
83. 6
? 18
107. 5
图 2 根据试验所拟合 S- N 曲线与标准要求 的 S- N 曲线的比较图
1. 3 疲劳试验结果 表 3 为疲劳试验的结果, 包括断裂位置及给定载
荷下的循环次数。 图 2 为试验 S- N 曲线与标准 S- N 曲线的比较
图( 只输入破坏试件的数据, 共 5 个破坏试件的试验数 据) 。
焊接 2003( 1)
减振器疲劳寿命分析
# 27 #
上海交通大学( 200030) 陈俊梅 陆 皓 楼松年
摘要 在动载荷作用下, 汽车减振器的焊趾部位经常发生疲 劳破坏。对减 振器进行了 疲劳试验, 按 EP56300. 30 标准对试件合格与否进行了检验 。并根据 有限元计算分析的焊缝尺寸对减振器焊接接头应力集中的影响 情况, 提出了延长减振器疲劳寿命的相应措施 。
2 有限元计算
以下对应力的分布情况进行了有限元计算。计算 采用的单元 为四面体四节 点单元, 根据 IIW 有关推 荐, 对于焊缝与母材垂直相交线上的单元尺寸, 应当保
焊接 2003( 1)
证从该 单元中心到 焊趾的距 离小于 0. 4 倍的管壁厚 度[ 1] , 对该减振器, 壁厚为 3. 6 mm, 可取网格尺寸为 2 @ 0. 4 @ 3. 6= 2. 8 mm, 利用大型通用软件 ANSYS 的自动网 格划分功能, 规定整体网格尺寸为 2. 8 mm, 所得有限元 网格见图 3, 在底盖横截面上作用均匀单位压力, 计算发 现底盖焊缝处存在严重的应力集中, 计算结果还发现裂 纹扩展方向均垂直于局部最大主应力方向。因此, 在以 下焊缝尺寸的有限元计算中, 采用最大主应力作为分析 应力类型。接头的分析应力选择为紧邻焊缝中央焊趾处 并垂直于该焊趾节点表面的最大主应力。
# 28 #
焊接 2003( 1)
均值或均线值) 如下: F = ? 10 kN , 最低循环次数均值 1 @ 106; F = ? 14 kN, 最低循环次数均值 1. 33 @ 105; F = ? 18 kN , 最低循环次数均值 3 @ 104。
试验结果分析时, 采用名义应力法对试件进行评 定。名义应力 取垂直于载荷方向的底盖 截面的正应
Байду номын сангаас
根据表 3 数据所拟合的 S- N 曲线的公式为: S 7. 42N = 1. 54 @ 1019
曲线斜率为 7. 42, 根据拟合曲 线, 给定的载荷下 试件达到的循环次数的近似值( 平均值或均线值) 如
下: F = ? 10 kN , 循环次数均值 1 @ 106; F = ? 14 kN, 循环次数均值 81 162; F = ? 18 kN, 循环次数均值 12 810。
1 疲劳试验及试验结果
1. 1 疲劳试验的条件 试验共用试件 6 个, 选用的减振器材料为 Q235,
焊接方法为 T IG, 焊接工艺参数见表 1, 为方便以后计 算, 对试件的焊缝尺寸进行了测量。如果用 a 表示两 条焊缝外侧的 距离, 则测 量得到的 a 为 24. 4~ 26. 5 mm, 用 b ( b1、b2) 表示两条焊缝的长度, 则测量所得 b 为 24. 32~ 27. 1 mm。
力:
R=
F A
, 其中截面积
A=
P(
d外 2)
@ 2-
P(
d内 2
)
@ 2=
334. 85 mm 2。
表 2 为 EP56300. 30 标准中三种测试力对应的应
力范围。图 2 表示出了用应力范围和对应的循环次数
所做 S- N 图。
表 1 焊接工 艺参数
焊接电流 I/A
焊接电压 U/ V
收弧电流 IS/ A
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