汽车钢圈疲劳寿命的有限元分析

钢圈是位于轮胎和车轿之间承受负荷的旋转部件,其作用是安装轮胎,承受轮胎与车轿之间各种作用力和力矩,对汽车行驶的安全性、稳定性、平顺性和牵引性均起着重要的作用。基于名义应力法的分析过程及有限元分析软件,探讨了钢圈弯曲工况下结构强度及疲劳寿命预估的方法。通过理论计算、实际使用情况及弯曲疲劳试验的结果验证了所提方法的正确性,所提方法可在产品设计阶段就预测设计产品的使用寿命及结构特点,为钢圈的设计及优化提供依据。     

汽车钢圈疲劳寿命研究

汽车车轮是介于轮胎和车桥之间承受整车负荷的旋转件,是汽车行驶系统中重要的安全部件。钢圈的主要破坏形式是循环载荷产生的疲劳破坏,它是导致钢圈破坏的主要原因。文中研究了轮辐与轮辋的装配过盈量、接触量长度及轮辐外圆的加工状态对钢圈径向疲劳寿命的影响。结果表明,当接触量长度一定时,钢圈的疲劳寿命随着过盈量的增加而增大;当过盈量一定时,随着接触量长度的增加,钢圈的疲劳寿命逐渐增大,钢圈的最大疲劳寿命大于100万次。轮辐外圆未车削时,在较大的过盈量下,钢圈可达到较高的疲劳寿命。     

钢圈拉深时口部裂纹的产生及防止

图1所示的钢圈是EM7型手扶拖拉机中的一个零部件。材料为Q235A钢,料厚为3mm,该零件是采用拉深成形的,在拉深过程中常会有凸耳产生,并且有18%的钢圈在凸耳方位的R13mm表面上产生了明显裂纹,部分钢圈口部裂纹甚至已扩展成裂口。经研究分析,产生裂纹的原因主要有以下几方面。     

钢圈轮辐加工专机的改造

改造闲置的CF8068轮辐外圆立车,用于对钢圈总咸轮辐内平面的车削加工,以保证平面度,提高产品质量。解决了本公司主导产品斯太尔载重汽车存在的“摆头”质量问题。     

汽车钢圈疲劳强度的有限元分析与寿命预测

针对汽车钢圈动态弯曲疲劳问题,以某型号汽车钢圈为例,运用ANSYS软件建立了该钢圈的有限元模型,模仿其动态弯曲疲劳测试试验,对钢圈的疲劳强度进行了仿真分析。通过钢圈应力分布情况的仿真试验,确定了钢圈上最易导致疲劳裂纹产生的危险点,然后用ANSYS FE-safe对钢圈寿命进行预测,并与试验数据进行对比。分析计算结果表明,汽车钢圈疲劳强度的有限元仿真分析是有效可行的,是钢圈前期设计开发的重要手段。     

汽车后桥疲劳试验时裂纹扩展与应变变化的试验研究

在汽车后桥疲劳试验时监测记录了应变的变化过程,并测得了疲劳裂纹扩展的长度。通过分析研究,得到裂纹扩展与应变变化的关系,提出一种应用计算机实时监测应变变化来分析疲劳裂纹产生、扩展的方法。     

面式减温器筒体内壁应力分析及裂纹成因探讨

对某电站面式减温器筒体内壁进行了理论应力计算,论述了低温冷凝水的间断滴落导致筒体内壁产生辐射状热裂纹的过程,得到了低温冷凝水滴的温度范围;其次,基于Langer应力-寿命低周寿命关系式,对该减温器筒体疲劳寿命作了估算,验证了筒体内壁水滴处连续出现辐射状裂纹的必然性,为今后该型面式减温器的改进设计提供了理论依据。     

汽车车门有限元分析及可靠性优化设计

汽车车门其主要功能是为乘客提供进出通道,因此需要经受反复的开关冲击应力,造成了局部位置出现疲劳开裂问题.利用Miner损伤理论对风险位置进行预测;将有限元法和试验设计相结合对结构进行最优化设计;充分考虑制造等不确定因素的影响,提升设计的可靠性,规避疲劳耐久开裂风险.结果表明:其可靠度从46.6％提升到95％,并通过试验...     

国产化材料车轮钢圈焊接工艺的确定

为了实现汽车钢圈用材料的国产化,对材料国产化前后钢圈焊接工艺及其焊缝显微组织与车轮的疲劳寿命进行了研究,对焊接工艺进行了改进。结果表明:原焊接工艺钢圈车轮的疲劳寿命较低,远远不能满足技术要求,主要原因是焊缝中存在较大的氢气孔及焊接热输入量过大;增加去氢处理后,焊缝中气孔消失,再通过降低焊接电压以减少热输入,同时适当降低焊接速度,可明显提高不同材料车轮的疲劳寿命,使国产材料钢圈的质量达到要求。     

钢圈疲劳寿命估算方法探讨

讨论了现有疲劳寿命估算方法,探讨了其在钢圈设计中的应用,对其估算结果进行了分析.     

声发射技术在疲劳裂纹检测中的应用

主要讨论了声发射技术应用于疲劳裂纹的检测.根据疲劳裂纹的信号特征及测试场合,选用合适的疲劳裂纹检测方法,结合板簧疲劳裂纹试验机上的实验分析,得出声发射技术应用于疲劳裂纹检测的优势.     

300M 钢的疲劳始裂寿命

测定了３００Ｍ钢的缺口疲劳始裂寿命曲线,给出了估算疲劳始裂寿命的方法。     

Crack propagation behavior based on the characteristic of the interaction between two fatigue cracks

Stress interaction fields, which are caused by propagating cracks and other defects, can weaken structures. In this study, crack behavior in the interaction field caused by two different cracks is experimentally studied. In the experiment, the vertical distance between two cracks and the applied stresses are varied to craate different stress interaction fields. In addition, the effect of the plastic zone is used to examine the crack propagation path and rate. Three types of crack propagation in the interaction field were found, and the crack propagating path and rate of two cracks were significantly affected according to different applied stresses as each crack propagates. These results are attributed to the effect of the size and shape of the plastic zone.     

航空发动机涡轮盘用GH4133B合金疲劳裂纹扩展行为研究

材料的疲劳寿命由裂纹形成寿命和扩展寿命两部分组成。针对航空发动机涡轮盘用GH4133B合金,进行室温下不同应力比的疲劳裂纹扩展试验,测试疲劳裂纹扩展门槛值。Paris公式回归分析结果表明,裂纹扩展速率随应力强度因子和应力比的增大而增大,含门槛值的修正Paris公式能精确描述疲劳裂纹扩展行为。利用光学显微镜在线观测裂纹扩展路径,并利用扫描电镜考察试样断口微观形貌。结果发现,随应力强度因子增大,裂纹扩展路径由平直变得曲折。在疲劳裂纹萌生区、稳定扩展区和快速扩展区,断裂表面依次呈现为解理断裂、疲劳条带和沿晶韧窝混合断裂模式。基于断口反推理论反推载荷和裂纹扩展方程,结果表明,利用反推方程预测疲劳裂纹的扩展,可有效防范疲劳断裂的发生。     

某型驱动桥壳疲劳寿命的仿真与实验分析

汽车驱动桥桥壳是汽车底盘中主要的受力部件，承受着各个方向的载荷，其主要的损伤形式是在交变载荷作用下发生的疲劳失效。基于某型驱动桥壳的有限元模型进行了该桥壳的静强度计算，并在此基础上对其进行了疲劳寿命分析，研究了桥壳的结构形式、焊接工艺中的残余应力、焊接缺陷等因素对桥壳寿命的影响，形成的有限元模拟方法具有与台架实验相一致的结果。最后基于分析结果，提出了桥壳优化设计的方案。     

某型驱动桥壳疲劳寿命的仿真与实验分析

汽车驱动桥桥壳是汽车底盘中主要的受力部件,承受着各个方向的载荷,其主要的损伤形式是在交变载荷作用下发生的疲劳失效。基于某型驱动桥壳的有限元模型进行了该桥壳的静强度计算,并在此基础上对其进行了疲劳寿命分析,研究了桥壳的结构形式、焊接工艺中的残余应力、焊接缺陷等因素对桥壳寿命的影响,形成的有限元模拟方法具有与台架实验相一致的结果。最后基于分析结果,提出了桥壳优化设计的方案。     

基于ABAQUS的不同形式裂纹前端建模分析

以带有裂口的3点弯曲试件为研究对象,通过计算得出该模型应力强度因子的理论值.基于ABAQUS软件帮助文档提供的2种不同裂纹前端建模方法,对静载下试件分别进行断裂力学的仿真计算,得到相应的应力强度因子.并将理论计算和2种不同裂纹前端建模方式的模型有限元仿真计算中的应力强度因子进行了比较和分析.     

接触分析在车轮弯曲疲劳有限元分析中的应用

利用有限元接触分析方法,建立车轮、试验轴、螺栓连接件的有限元模型,施加合理的载荷与边界条件,模拟车轮弯曲疲劳试验。通过有限元分析软件ANSYS,建立模型、设置接触对与相关参数,得出车轮高应力区域与各应力值。运用疲劳寿命计算理论中的名义应力法及ANSYS软件估算车轮疲劳寿命,且两数据基本一致。与车轮弯曲疲劳试验结果比较表明:在疲劳寿命计算理论与ANSYS软件估算的疲劳寿命内车轮均没有破坏。从而验证了运用接触分析有限元法预估车轮寿命的有效性,为以后的结构改进起到了指导作用。     

基于ANSYS的车轮强度分析与寿命预测

运用有限元分析软件ANSYS建立了考虑螺栓及法兰作用效果的车轮整体模型。对其进行旋转加载,通过线弹性分析,得到车轮的应力分布。用名义应力法对车轮寿命进行预测,并与试验数据进行对比。结果表明,预测寿命与试验寿命基本吻合,证明了预测方法是有效的。     

疲劳裂纹的扩展规律和最新研究进展

疲劳裂纹的萌生以及扩展对于零构件的安全使用存在着巨大的潜在隐患,对于广大从事材料研发工作的技术人员来说,掌握疲劳裂纹扩展的基本规律,了解国内外疲劳裂纹扩展的最新研究进展是非常必要的。本文概括了疲劳裂纹在近门槛扩展阶段和高速扩展阶段(Paris区)的扩展规律,总结了近年来国内外学者在这2个扩展阶段的最新研究进展,结合近年来飞速发展的计算机技术,概述了计算机模拟技术在疲劳裂纹扩展研究领域中的广泛应用。