基于弯曲疲劳试验的铝合金车轮有限元分析

基于某型车轮弯曲疲劳试验建立了铝合金车轮有限元模型,使用NX有限元分析软件进行静力分析,采用名义应力法和局部应力应变法预测了铝合金车轮弯曲试验的疲劳寿命。通过与弯曲疲劳试验对比,车轮弯曲疲劳试验结果与有限元计算结果相吻合,验证了有限元方法预测疲劳失效部位、降低研发成本和缩短研发周期的有效性。     

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。     

车轮径向疲劳试验的动力显式有限元算法

由于静力隐式有限元算法很难准确模拟车轮径向疲劳试验,着重研究用动力显式有限元算法进行模拟的方法。论文详细介绍了车轮有限元网格、材料性能参数、轮胎简化、螺栓预紧、焊缝设置、转鼓转动、径向力加载等过程的设置方法及注意事项,列出车轮应力及表面压力的分布,提出判断分析结果合理与否的方法,最后详细介绍材料S-N曲线的选择方法,并对有限元分析及试验寿命结果进行比较,该动力显式模拟设置方法可得到较理想的分析结果。     

车轮径向疲劳试验有限元仿真及疲劳寿命估算

采用有限元分析方法,建立汽车车轮有限元模型,模拟车轮径向疲劳试验施加合理的载荷及边界条件.通过分析车轮试验过程中的应力变化情况,得出高应力集中区域及其各主应力值,运用疲劳寿命计算理论及ANSYS软件估算车轮的疲劳寿命.通过与车轮径向疲劳试验结果进行比较,结果表明高应力集中区域与实际裂纹位置吻合,预估的疲劳寿命与车轮实验寿命基本吻合,验证了有限元方法预估车轮寿命的有效性,为以后对车轮进行结构改进起指导作用.     

汽车车轮弯曲疲劳试验分析研究

针对车轮动态弯曲疲劳试验, 对车轮结构在三种作用力( 螺栓预紧力、离心力和试验弯矩)下的应力分布情况,分别进行有限元分析,可以有效反映离心力对车轮结构应力分布的影响,以及动态弯矩作用下车轮结构的危险点和应力分布的变化情况.结构危险点的计算应力反映该处的应力集中程度.进行螺栓孔变形试验,验证螺栓预紧力作用下螺栓孔变形量的有限元计算结果.对车轮结构危险点进行静态和旋转一周的实验应力分析,验证动态弯矩有限元分析结果.分析表明,采用材料线性有限元分析并不能有效模拟螺栓孔变形量,离心力对车轮结构应力分布影响不大,可以忽略,动态弯曲疲劳试验中,车轮结构各点承受的是非对称应力循环,弯曲试验的动态弯矩有限元分析能较好地模拟出车轮结构的应力水平,给后续的疲劳寿命分析提供更可靠的依据.     

铝合金车轮弯曲试验疲劳寿命预测研究

弯曲疲劳试验是汽车车轮三项性能试验中失效频率较高的一项.文中建立弯曲试验的有限元模型,使用I-DEAS有限元分析软件进行静力分析,分别采用名义应力法和局部应力应变法, 结合Manson-Coffin、Simth-Waston-Topper损伤公式预测铝合金车轮弯曲试验的疲劳寿命.通过与某型16×6.5J车轮试验对比,证明Simth-Waston-Topper方法预测铝合金车轮弯曲疲劳寿命更接近试验寿命.     

基于有限元的卡车车轮疲劳分析方法

卡车车轮的疲劳寿命是评价其性能的主要指标之一,为了较好地分析和预测车轮的疲劳性能,根据车轮动态弯曲疲劳和动态径向疲劳试验国家标准,提出了一套完整的车轮疲劳耐久性仿真分析方法。通过建立卡车车轮有限元模型,采用离散化的加载曲线进行加载以模拟车轮在实际工况中受到的旋转载荷,确定了车轮的应力分布及危险区域;基于耐久性分析软件计算出了车轮的疲劳寿命并与试验进行对比验证,结果表明有限元模型和分析方法的正确性。该方法能准确地得到结构中易于发生疲劳破坏的区域,从弯曲和径向疲劳两个方面全面地分析和预测车轮的疲劳耐久性,对车轮的性能进行评价,为后续地改进奠定了基础。     

卸船机车轮接触疲劳计算方法及热处理参数的探讨

对卸船机大车车轮的轮轨接触进行了有限元分析,得到了车轮和轨道接触时的应力状态和车轮的疲劳应力特点并对车轮进行疲劳分析。结合实际问题探讨满足车轮寿命的合理热处理效果。     

汽车车轮结构强度分析

针对车轮动态弯曲疲劳试验建立了两种轿车车轮的静态线性有限元模型，它们可以有效地用来确定车轮结构的危险点，即结构中计算应力（von Mises应力）比较大的点。结构危险点的计算应力反映该处的应力集中程度。对车轮结构上计算应力较大的测点进行实验应力分析，验证有限元分析结果。对结构危险点的应力状态进行分析，有助于预测车轮疲劳裂纹的发生方向和引起疲劳损伤的主要应力循环，在所研究的车轮结构中也就是沿着车轮径向的正应力变程。分析还表明，在动态弯曲疲劳试验中，车轮结构各点所承受的可能是非对称应力循环。     

汽车车轮疲劳寿命预测方法的研究

根据疲劳寿命预测理论 ,建立 14× 5 .5J车轮受力危险点的疲劳寿命曲线。以车轮弯曲疲劳试验和有限元分析数据为基本参数 ,采用名义应力法和局部应力—应变法中的莫罗修正公式和史密斯修正公式 ,对 14× 5 .5J车轮分别在等幅载荷和载荷谱作用下进行疲劳寿命预测。运用可靠性理论 ,分别对等幅载荷和载荷谱作用下计算出来的疲劳寿命进行可靠度分析。结果表明 ,名义应力法和史密斯修正公式预测汽车车轮疲劳寿命具有较高的可靠性     

Fatigue life analysis of wheels on guideway vehicle using multibody dynamics

A guideway vehicle is used in automobile, semiconductor and LCD manufacturing industries to transport products efficiently. Since the operating speed of the guideway vehicle should be increased for maximum productivity, the weight of the vehicle has to be reduced, and this weight reduction may cause a failure of a part in the system. Therefore, the estimation of the fatigue life of the parts becomes an important problem. In this study, the fatigue life of the wheels in the guideway vehicle is estimated using an S-N curve. To obtain the fatigue life of a part, the S-N curve, the dynamic stress time history applied to the part, and the material property of the part are required. The S-N curve of the driving wheel is obtained from the fatigue experiment on wheels. To obtain the material properties of the driving wheel, which is composed of aluminum with urethane coating, the result of a compression hardware test and static analysis of the wheel’s FE model are used. The dynamic stress time history influencing the driving wheel can be obtained from linear superposition of the dynamic load time history and the static stress. The dynamic load time history is estimated by multibody dynamic analysis, and the static stress is obtained by finite element analysis.     

基于有限元法的车轮弯曲疲劳试验研究

利用SolidWorks设计软件对51/2J×15型车轮建立三维几何模型,然后将其导入到SolidWorks软件的Simulation仿真模块中进行有限元分析.根据车轮弯曲疲劳试验要求设置约束边界条件,求解计算车轮在螺栓预紧力、试验弯矩等作用下的结果分布云图,直观地查看车轮在特定载荷条件下危险点处的应力、应变等的变化情...     

集成铸造数值模拟的车轮疲劳分析

弯曲疲劳寿命是汽车车轮重要的性能指标,目前其预测方法仍局限于传统的名义应力法或局部应力应变法,没有考虑微观组织和铸造缺陷对疲劳寿命的影响,预测铝合金车轮在低应力水平下的高周疲劳寿命时与实际情况存在相当差距。基于小裂纹扩展理论,建立低压铸造铝合金A356-T6车轮的以二次枝晶臂间距、针孔尺寸为参数的疲劳寿命预测模型。实现铸造模拟、有限元分析与疲劳分析的集成,初步建立起综合铸造过程、铸造缺陷以及相关下游制造工艺对车轮力学性能影响的平台。以某型车轮为例,采用该方法预测其弯曲疲劳寿命,试验验证预测结果比Simth-Waston-Topper方法更为准确。     

压缩机螺栓联接结构的有限元模拟及疲劳寿命分析

疲劳破坏是螺栓失效的主要形式之一。应用接触有限元方法,对螺栓联接结构进行了应力分析。通过螺栓材料的疲劳试验,获得了材料的应力应变寿命曲线;采用多轴应变下的局部应力应变方法进行疲劳寿命计算;并研究了螺栓预紧力对螺栓疲劳寿命的影响,提出了延长螺栓寿命的方法。     

铝合金汽车轮毂疲劳寿命预测的研究

以14×6JJ铝合金汽车轮毂为研究对象，根据疲劳寿命预测理论，建立轮毂受力危险点处的疲劳寿命曲线。把局部应力应变法推广应用于高周疲劳，对轮毂进行疲劳寿命计算。运用可靠度理论，对预测得到的轮毂寿命进行可靠度计算。结果表明，局部应力应变法经过修正推广应用于预测汽车轮毂的疲劳寿命具有较高的可靠性。     

运用MSC.Fatigue进行塔式起重机疲劳寿命预测

基于Miner线性损伤理论和有限元分析,用名义应力法并结合一定可靠度和置信度,利用疲劳分析软件进行起重机的寿命计算。该算法结果精度高,且非常接近实际工况。为疲劳寿命估算提供了1种简单实用、可靠的方法,也对于确定维修周期、预防事故发生具有十分重要的意义。算例结果表明该方法是可行的。     

预滚压对含缺陷轮轨材料滚动接触疲劳性能的影响

对含缺陷的未预滚压和预滚压车轮钢试样分别进行滚动接触疲劳试验,观察表面缺陷的形貌变化过程,分析预滚压和缺陷尺寸对轮轨材料滚动接触疲劳性能的影响。通过有限元方法分析缺陷附近材料的应力状态,通过多轴疲劳模型分析缺陷尺寸对滚动接触疲劳裂纹萌生规律的影响。试验结果表明:由于表层材料的塑性变形,未滚压车轮试样的缺陷尺寸随滚动周次的增加而减小;超过一定周次后,由于塑性变形不再累积,缺陷尺寸基本保持不变;预滚压处理通过减小表层材料的塑性变形,可抑制缺陷尺寸的减小,从而降低车轮试样的疲劳寿命;缺陷尺寸的增加会进一步降低预滚压试样的疲劳寿命;在油润滑条件下,预滚压和表面缺陷对车轮材料摩擦磨损性能没有显著影响。仿真结果表明,当缺陷尺寸从200μm增加至400μm,最大剪应力幅值从缺陷底部转移至缺陷中部,疲劳裂纹萌生位置也随之改变。