车身台架疲劳试验程序载荷谱研究

提出一种能简化加速车身台架疲劳试验的程序载荷谱编谱方法。基于试车场实测路谱准确获取车身连接点随机载荷谱,并简化为车身转矩载荷谱。应用雨流计数法和数理统计方法,得到均幅值载荷分布规律,其中均值服从正态分布,幅值服从威布尔分布;编制程序载荷谱并简化。应用有限元法和疲劳分析理论对车身疲劳寿命进行预测,从疲劳所用时间和行驶里程两个方面对危险部位寿命进行比较分析;结果表明,在车身连接点随机载荷谱和编制的程序载荷谱的作用下,车身的损伤分布及大小基本一致,验证程序载荷谱的有效性。所提出的编谱方法对其他车型的车身台架疲劳试验也有一定的应用和参考价值。     

某商用车车架台架疲劳寿命预测与提升

新开发商用车车架进行扭转台架疲劳试验时,第三横梁与纵梁连接处焊缝开裂,不满足车架循环次数20万次寿命要求;需要采用有限元法模拟车架扭转疲劳台架试验,以找出焊缝开裂原因并提出改进方案,比较不同焊缝建模方法计算所得车架扭转台架疲劳寿命,确定与台架试验结果吻合的焊缝建模方法;对车架焊缝开裂风险位置进行结构优化设计,提升纵梁横梁接头强度,先用有限元方法验证车架优化方案满足寿命要求后,再将优化后的车架进行台架试验,车架未发生开裂。应用有限元方法预测台架疲劳耐久寿命,可以找出焊缝开裂原因并快速验证优化方案,缩短产品开发周期。     

基于多轴载荷的汽车控制臂疲劳载荷块编制

目前大多数控制臂台架疲劳载荷为单向加载的块谱,忽略了载荷的多轴性。依据已测得的控制臂试验场道路载荷谱,通过多轴雨流投影方法分析了其载荷的多轴性,并以多轴雨流投影结果一致为目标,通过迭代方法求解获得其考虑载荷多轴性的载荷块谱。再通过疲劳计算方法对比了单轴与多轴载荷块在寿命预测的差异性,并与控制臂应变采集测试点的疲劳损伤对比,发现考虑多轴的载荷块具有更高的预测精度。载荷多轴性的载荷块编制方法可为汽车其他零件台架疲劳载荷块编制提供参考。     

基于柔性体载荷谱提取的某乘用车后副车架动态疲劳寿命分析

汽车行业中《后副车架疲劳台架试验规范》给定的试验载荷均通过控制臂作用于副车架,应用静力疲劳分析方法对后副车架进行疲劳寿命预测,需要将全部组件纳入到模型中,工作效率低且无法保证计算精度。为提高仿真效率和精度,通过Hyper-Works和ADAMS软件建立后副车架疲劳台架试验刚柔耦合动力学模型,分析安装点受力情况并提取载荷谱,在Hyper-Works软件中应用惯性释放法对后副车架进行静力分析,导出单位载荷下的应力分布模型到N-Code软件中进行动态疲劳寿命分析。通过与台架试验对比,该副车架疲劳寿命仿真分析方法有较好的工程实践应用价值。     

四驱SUV车架动态载荷仿真及疲劳分析

为预测车架的疲劳寿命,建立整车多体动力学模型,在基于实测道路载荷谱的基础上,采用了虚拟迭代技术,得到了车架各接口点的动态载荷。为解决耐久规范中越野路所引起的动态载荷仿真耗时的问题,采用时域损伤编辑法对载荷谱进行了缩减处理,缩减前后各通道损伤值及分布均保持一致,单个循环路面里程由3 km缩减至1. 6 km,加速了动态载荷仿真。通过采用Miner线性疲劳损伤法对车架进行了疲劳寿命分析预测,分析结果显示其寿命能够满足疲劳性能目标,并最终通过了实车试验场道路耐久的验证,表明分析结果与试验一致。     

基于多通道道路模拟的摩托车车架疲劳寿命分析

综合应用试车场道路载荷谱、刚柔耦合多体系统动力学模型和道路模拟虚拟迭代等技术,在车架开发的结构设计阶段实现车架疲劳寿命的有效预估。提出一种多通道道路模拟试验与CAE相结合的摩托车车架疲劳寿命分析方法。利用车架多通道道路模拟试验台,以实测载荷谱为初始输入,基于力-位移耦合控制系统迭代得到近似实际路面激励的等效激励信号。应用模态应力恢复理论和线性疲劳累计损伤理论,建立车架的疲劳分析模型,以等效实际路面激励信号为输入得到车架的疲劳寿命分布并预估车架疲劳寿命。     

基于疲劳试验和断裂仿真的地铁障碍物检测装置寿命预测

运用IEC61373标准的振动激励谱,将某地铁转向架障碍物检测装置作为研究对象.结合有限元法和台架振动试验对障碍物检测装置的随机振动疲劳强度进行了研究,并对铝横梁焊接接头疲劳薄弱点进行剩余寿命预测.基于频域法,结合Miner线性累积损伤理论,得到加速度激励下障碍物检测装置仿真寿命结果,将其与台架振动试验结果进行比较,验证了疲劳仿真分析的准确性.采用子模型边界技术将铝横梁分离出来,并对其疲劳薄弱点应力谱进行当量折算,在评估点插入初始裂纹后进行剩余寿命预测.结果 表明,基于断裂力学评估带初始裂纹铝合金焊接接头的剩余寿命是合理的,为工程应用提供了一定的参考.     

基于道路载荷的汽车结构件可靠性试验方法研究

基于疲劳伪损伤相关性分析,建立了与道路载荷等效的程序载荷谱;对构件疲劳寿命进行了威布尔分析,建立了在一定置信度、可靠度条件下最少样件的可靠性试验方案。通过变速箱支架台架可靠性试验,复现了与道路试验相同的失效模式、疲劳失效寿命,分析了影响变速箱支架疲劳寿命的因素,并验证了试验方法的有效性。     

时间序列载荷法的桁架式车架疲劳分析

桁架式车架因具有刚度大、质量小等优点,已在高性能车辆上得到广泛使用。为确保车辆安全性和耐久性,对其进行疲劳分析、预测疲劳危险点具有重要意义。根据该类车辆的特性,规划了测试路线,并通过加速度传感器获得加速度载荷谱;分析了车架系统特性和载荷变化频率,确定采用时间序列载荷法;使用雨流计数法对载荷谱进行计数,并对比分析了几种常用的平均应力修正理论;对车架进行疲劳分析,获得车架预测寿命与疲劳危险点的位置。     

挖掘机下车架疲劳试验载荷谱研究与寿命预测

针对某中型液压挖掘机下车架的疲劳可靠性问题,研究了液压挖掘机下车架加载谱的编制方法。基于现场实测载荷-历程数据,采用反向加载方式,编制了挖掘机下车架加载部位的疲劳试验台架八级程序谱。为了实现同步加载试验,利用损伤等效原则,将四个支撑点各自的八级程序谱当量成四个相频相同的试验恒幅谱,再利用损伤一致性原则对试验恒幅谱进行校准,以保证得到的疲劳试验结果的可靠性。最后分别利用试验恒幅谱和实测载荷整理出的应力谱对该挖掘机下车架的进行疲劳寿命预测,结果验证加载方法和加载谱的可行性。     

大波形路谱数据对自卸车车架疲劳寿命影响的研究

基于实车道路试验与虚拟样机仿真,预测并分析了自卸车车架在大波形路形曲线激励下的疲劳寿命。用陀螺仪实时采集车架俯仰角信号,经过积分重构处理,可得路面的大波形位移曲线。将其与由加速度传感器采集的小波形路形曲线相叠加,可重构出完整的路面谱曲线。建立自卸车车架的有限元模型,通过惯性释放法获取应力分布,在HyperWorks/Fatigue中进行车架的疲劳寿命分析。研究表明,大波形路谱数据对车架疲劳危险点的分布位置及寿命长度都有影响,对整车传动系统的安装位置未产生破坏性影响。     

工程专用自卸车车架疲劳寿命分析

为了准确预测TY-2工程专用自卸车车架的疲劳寿命,提出了一种基于整车道路试验结合模态应力恢复的车架疲劳预测方法。基于有限元和试验模态分析,建立整车刚柔耦合动力学模型,并通过模型驾驶室地板加速度曲线与实车路试时采集的驾驶室地板振动加速度曲线进行对比验证了动力学模型的准确性。根据实际道路试验获得真实的激励输入,通过多体动力学仿真结合模态应力恢复理论,复现了柔性体车架所受的载荷信息。运用疲劳寿命分析方法预测了车架的疲劳寿命。结果表明该分析方法预测的疲劳寿命与工程自卸车实际情况吻合,对于车架结构的优化改进具有一定的参考价值。     

当量损伤折算

对疫劳寿命估算或疲劳载荷谱编制中较常用到的当量损伤折算问题进行了分析讨论,明确指出在进行当量损伤折算时应符合疫劳强度规律或裂纹扩展规律,并导出了相应的常用当量损伤折算公式。最后提出了可供工程应用的简洁的通用当量损伤折算公式。     

基于加速度信号的悬置螺栓疲劳寿命研究

零件在实验工况下所受应力数据对预测其疲劳寿命至关重要。针对发动机悬置螺栓等无法通过应变片传感器直接得到载荷数据的部位,提出一种基于加速度信号的悬置螺栓疲劳寿命估计方法。通过宏观断口及力学模型分析,明确了在不同工况下造成悬置螺栓疲劳失效的主要矢量载荷与加速度载荷的转换关系。结合悬置螺栓S-N曲线,计算出不同工况下由加速度引起的弯矩和拉压波动载荷的时间历程,并进行了发动机悬置螺栓的疲劳损伤计算,从而形成了一种复杂载荷下的发动机悬置螺栓疲劳寿命分析方法。最后基于悬置螺栓在两种道路的应力载荷谱所分别对应的疲劳寿命,建立起了针对悬置螺栓的道路间的当量关系。     

受到随机载荷作用的前副车架疲劳耐久仿真分析

针对某车型的前副车架试件,建立起前副车架疲劳寿命分析的试验台有限元模型,进行静强度分析、疲劳仿真分析、虚拟应变信号采集以及损伤计算等工作,对前副车架在台架试验随机载荷作用下的疲劳特性有全面的了解,仿真结果和台架试验结果具有较高的一致性,进而总结出一套台架试验和仿真分析相结合的前副车架虚拟疲劳分析流程。     

基于虚拟迭代及有限元理论的某中型货车驾驶室疲劳寿命研究

以某中型货车的驾驶室为研究对象,通过整车典型强化路面试验测量得到驾驶室悬置位置及车架上相应位置的加速度响应信号,并基于K&C试验台和MTS试验台分别测量得到驾驶室质心、转动惯量和衬套刚度阻尼等参数。采用ADAMS建立驾驶室和车架的刚柔耦合多体动力学模型;采用Femfat.lab软件使用虚拟迭代的方法计算驾驶室悬置处和翻转机构处的载荷谱;最后运用Miner线性疲劳累积损伤理论在疲劳仿真软件nCode中进行疲劳分析。通过台架试验验证了疲劳仿真的结果,并通过结构尺寸参数的重新设计使驾驶室前围板的疲劳寿命满足了设计要求。     

汽车控制臂后衬套台架试验疲劳寿命分析

实现多轴工况下的橡胶部件的疲劳寿命预测具有重要意义,对橡胶衬套的台架疲劳试验寿命进行预测,研究和分析实现衬套多轴疲劳寿命预测的一些关键问题。进行衬套部件的台架疲劳试验,获得了部件的试验疲劳寿命。选定疲劳损伤模型,进行橡胶材料的疲劳寿命测试,拟合模型参数;使用有限元仿真和线性叠加法计算得到衬套在台架疲劳试验中的应力和应变响应;对衬套的台架试验疲劳寿命进行预测,分析损伤参数、载荷相位、线性叠加等因素对疲劳寿命的影响。结果表明,该文的材料疲劳试验方法和寿命预测方法能够较好地预测橡胶衬套台架疲劳寿命;对于台架试验工况,损伤参数对寿命影响不大,载荷的相位对寿命影响较大,线性叠加引起的误差不大。     

基于道路模拟的摩托车车架疲劳寿命分析

以实测的载荷谱为基础,运用有限元分析软件和道路模拟试验技术建立了某摩托车车架的仿真模型。利用名义应力法对车架进行了疲劳寿命预估。将疲劳寿命的仿真结果与试验值进行对比,发现两者具有高度的一致性,从而证明基于道路模拟的疲劳寿命仿真试验可以实现对关键零部件疲劳寿命的有效预估。     

基于虚拟迭代的卡车驾驶室疲劳分析

为得到精确的驾驶室疲劳寿命结果,利用Adams软件建立车架—驾驶室多体模型,其中悬置系统刚度由试验测得,根据道路试验测得的载荷谱与建立的多体模型通过虚拟迭代得到施加在车架上的激励载荷谱,然后通过载荷分解方法得到驾驶室悬置处载荷谱,用n Code软件将驾驶室悬置载荷谱带入驾驶室疲劳分析模型,最终计算得到驾驶室疲劳寿命。     

载荷谱强化等损伤寿命折算新方法

强化载荷谱,缩短疲劳寿命实验时间,在工程实际中具有重要意义。但目前载荷谱强化等损伤寿命折算多采用名义应力法,不考虑载荷顺序效应与载荷相互作用效应,使寿命预测存在较大误差。文中通过载荷谱强化这两种效应分析,发现载荷谱所有载荷按比例增大一定倍数的强化方法可使载荷相互作用效应保持稳定。进而提出兼顾这两种损伤效应的强化载荷谱寿命折算新方法。并采用两个实际谱,通过原谱与强化谱寿命实验,对该方法作了验证。