基于强度变化特征的汽车结构件轻量化设计方法

;提出一种获得结构有限寿命的轻量化设计方法.该方法以结构强度变化特性为基础,以结构强度试验结果为依据,动态强度方程为指导,结构临界载荷为目标,提高设计应力为核心,借助有限元分析实现汽车结构件减重设计.应用此方法对某国产载货车前桥进行减重设计,通过设计该前桥的危险断面,减小前桥的横断面尺寸,降低该前桥的临界载荷,使试验应力提高到能对前桥结构造成强化锻炼的区域.台架疲劳试验表明,虽然每台减轻质量5.5 kg,减重后的前桥仍能达到相关标准要求.这种方法比目前广为采用的以有限元分析和许用应力为基础的无限寿命轻量化设计方法更能充分发挥材料的强度潜力,因而可以在更深层次上实现结构的轻量化.基于强度变化特征的汽车结构轻量化对目前世界上日益强调的汽车轻量化具有重要的学术价值和指导意义.对基于强度变化特征的汽车结构件轻量化设计方法进一步改进和完善后,在其他工程领域也将具有重要的应用和参考价值.     

基于二次优化的商用车前桥轻量化

基于某型商用车前桥,提出了一种基于二次优化思想的轻量化设计方法。建立了该前桥有限元模型并进行仿真分析,结合疲劳耐久试验探究前桥真实载荷情况,验证了有限元模型的准确性。对前桥真实材料进行静载拉伸、弯曲疲劳试验,获得热处理后前桥材料的力学性能指标作为轻量化参考。前桥整体模型进行拓扑优化后基于力学模型进行二次优化,保证前桥结构满足强度、刚度和服役寿命的前提下,实现轻量化设计。最终总质量减少5.7 kg,达到轻量化设计目标。     

FK458/903光学玻璃的研究

在这个报告中研究了 FK458/903氟磷光学玻璃,也就是 FK_(10),它是具有优良二次光谱性能△v_(g·F)=20.9的玻璃。确定了无氟化铍(BeF_2)的玻璃系统和主要组成。通过大量的试验获得了 FK485/903光学玻璃的配方和特种熔炼工艺。同时也就是给出了研制氟磷玻璃的方法。在试工作中我们绐出了关于这个玻璃的一些物理和化学性质和工艺数据。     

一种新的谱载荷寿命评估模型

基于零件的低载强化与损伤规律,提出了一种谱载荷下的寿命评估模型。汽车使用中遇到的随机载荷,80%是疲劳极限以下的小载荷,而传统的疲劳累积损伤理论在估算零件寿命时,很少或几乎不考虑使用过程中小载荷对结构造成的强度强化,只考虑大载荷对结构造成的损伤,使得估算结果与实际寿命存在很大差别。零件在小载荷作用下,随作用次数的增加,零件强度先增大后减小。该模型以此规律为基础,充分考虑了小载荷对的零件强度的影响,更加准确的反映了零件疲劳过程的客观现实。通过两种零件的寿命评估实例发现,该模型不仅计算简单,而且有更高的预测精度,为合理地进行汽车轻量化设计提供了理论和技术依据。     

轿车摆臂加速模拟试验研究

以某型轿车摆臂为研究对象,采集摆臂试车场道路载荷谱并对其进行统计分析,在传统载荷谱编制方法基础上,考虑结构的低载强化特性,提出一种包含强化效果载荷的编谱方案,并通过试验验证,在试验过程中自制加载谱的零件失效形式与标准加载谱基本一致,同时可减少试验频次,能够更快速地模拟出汽车零/部件实际受载情况,试验加速效果明显。     

随机道路载荷下轮毂轴承服役寿命预测方法研究

针对当前轴承寿命评价主要基于定值载荷工况,对于径向力、轴向力及弯矩动态耦合效应考虑较少,导致轴承实际服役寿命与理论寿命存在较大差异的问题,提出一种随机道路载荷下轮毂轴承的服役寿命预测方法.以试验场实测轮心六分力载荷数据为基础,通过联合分布计数确定多轴载荷间耦合频次关系,以确定损伤载荷作用次数;根据轴承滚子-滚道间的变形协调关系,并考虑弯矩作用下滚子角位移及滚道错位对载荷传递的影响,建立圆锥滚子轴承的外滚道-滚子-内滚道瞬时接触载荷计算模型;综合多轴载荷联合分布计数结果与接触载荷计算模型,采用Newton-Raphson迭代算法求解得到轴承周向接触载荷序列,并与Romax仿真结果对比验证结果的有效性;基于修正的L-P理论得到多轴载荷对应下的轴承当量动载荷,综合联合分布计数结果、线性损伤累积准则,完成试验场随机道路载荷下轮毂轴承寿命计算,并通过台架试验验证结果的准确性和方法的合理性.由此,可为轮毂轴承的设计选型及寿命预测提供参考依据.     

圆柱齿轮低载强化试验研究

采用实物物理试验的方法,研究了某轿车倒挡圆柱齿轮在低幅载荷作用下轮齿弯曲疲劳强度和疲劳寿命的强化特性,证实了低幅应力内存在一个强化载荷区域和最佳强化次数。经过低幅载荷强化,该齿轮轮齿的弯曲疲劳强度提高了3.97%,弯曲疲劳寿命提高了109%。在试验结果的基础上,得到了该齿轮轮齿弯曲疲劳强度、弯曲疲劳寿命随低载强化次数和强化载荷变化的函数关系。     

片岩的力学特性试验研究

本文通过片岩在单轴应力作用下的岩石力学特性试验研究,得出岩石试块的强度特征、变形特征和破坏的一般规律。试验证明:片岩的强度特征、变形特征与作用应力的大小、作用应力与结构面之间的夹角有密切关系。同时证明岩石在弹性应力范围内,由于片理面之间具有较强的粘结力,岩石的各向异性表现不很明显;当施加的作用应力超过它的粘结力时,片理面间出现微小裂隙,应变发生突然变化,随着作用也力的增加,裂隙逐渐扩大,最后导致岩石突然破坏。     

腐蚀损伤对AA7075-T651铝合金疲劳行为影响的研究

为研究腐蚀损伤对AA7075-T651铝合金疲劳行为的影响,首先分别将AA7075-T651铝合金试样浸泡在3.5％(质量分数)NaCl溶液中150和500h,然后,使用含腐蚀损伤试样进行疲劳试验,获得含不同腐蚀损伤特征试样的疲劳寿命分布特征.结果 表明,与原始试样的疲劳寿命相比,相同载荷条件下腐蚀损伤会明显地降低铝合...     

基于用户行驶需求的轻客整车性能评价

为评价某型轻客的整车性能,建立了整车性能评价体系,并调研了用户的行驶需求,用户根据行驶需求的满足程度对各性能进行打分评定。分别运用层次分析法、灰色关联度法和结构熵权法确定各性能的权重系数,将其与用户评分相结合,得出整车性能评价结果。结果表明三种方法得出该车型的质量等级均一致,但相对于其它两种方法,结构熵权法能最大程度考虑用户行驶需求。因此,根据结构熵权法的结果,对该型轻客性能提出相应的改进意见。