基于残余应力修正疲劳强度原理的桥壳疲劳寿命分析

以装载机板焊驱动桥壳为研究对象,首先建立桥壳的有限元分析模型,然后运用有限元分析软件ANSYS对其进行强度分析,建立残余应力-疲劳强度修正数学模型,并将运用X射线残余应力测试技术测量所得的桥壳残余应力通过修正数学模型进行强度分析的结果修正,最后将强度修正结果导入根据基于残余应力修正的应力-寿命数学模型编制的名义应力法和局部应力应变法疲劳寿命计算软件中,对桥壳的疲劳寿命进行求解,所得结果与桥壳疲劳寿命台架试验数据较为接近,表明通过基于残余应力修正疲劳强度原理的装载机板焊桥壳疲劳寿命分析方法增加了分析数据的可靠性。     

基于台架试验的桥壳疲劳分析

利用有限元分析软件ABAQUS对某车型桥壳进行静强度分析,并根据此应力结果运用疲劳分析软件MSC.Fatigue对桥壳进行全寿命分析,得到桥壳疲劳寿命分布和危险的寿命值.与桥壳疲劳台架试验结果对比,CAE预测结果与台架试验结果一致.因此,应用CAE疲劳分析可以在产品的初始阶段就能够发现潜在的结构耐久性隐患,并优化设计.     

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。     

冲焊桥壳的轻量化设计

通过对某冲焊桥壳的有限元模型进行参数化,经过优化分析,使得桥壳在满足垂直弯曲刚度、垂直弯曲强度和垂直弯曲疲劳寿命的条件下,实现了冲焊桥壳的轻量化设计.优化后的不等厚桥壳结构改变了国内传统的设计方案,为以后的冲焊桥壳设计提供了新的设计思路.     

重载货车驱动桥壳有限元分析

随着中国国民经济高速发展,汽车工业已迈入新时代,重型载货车的需求量大大增加,对重型汽车的性能要求越来越高,这使得传统的驱动桥桥壳设计计算方法已经无法满足现代汽车设计的要求。由于驱动桥桥壳是汽车的重要承载件和传动件,是维系车辆运行安全的关键部件,桥壳的性能和疲劳寿命直接影响汽车的有效使用寿命。因此,驱动桥壳应具有足够的强度、刚度和良好的疲劳耐久特性。本论文以某货车的驱动桥壳为研究对象,提出了桥壳几何模型的简化方法,利用PRO/E建模软件建立了桥壳的有限元计算模型,并联合有限元分析软件ANSYS对桥壳进行了强度计算和有限元模拟分析,得出了零件的应力和变形分布,验证了设计的合理性,为汽车驱动桥的强度评价提供了相关数据。     

基于ANSYS的驱动桥壳瞬态动力学和疲劳寿命分析

以有限元法为基础,在建立驱动桥桥壳的有限元力学模型的基础上,先借助有限元软件ANSYS的瞬态动力学分析找出桥壳上的危险点,再通过ANSYS-Fatigue疲劳分析模块对桥壳进行疲劳寿命分析,得到桥壳整体的疲劳寿命分布。桥壳的危险部位主要分布于圆弧过渡区域,与台架实验结果基本一致。从而验证了有限元软件对驱动桥壳理论分析的正确性,为驱动桥壳的设计和相关性能的分析提供了一种方法。     

轮式装载机驱动桥壳疲劳失效预测模型研究

针对轮式装载机驱动桥桥壳疲劳失效问题,运用疲劳失效原理,对轮式装载机驱动桥壳工作特征进行理论及有限元建模,研究了轮式装载机疲劳失效规律,提出了一种驱动桥壳疲劳失效预测计算模型。分析结果表明:由于计算模型考虑了随机载荷谱和修正后的应力疲劳曲线,轮式装载机驱动桥壳失效模型贴合实际;轮式装载机驱动桥壳轮边截面剧烈变化位置存在规律性的应力集中;桥壳的前六阶固有频率值皆远离实际工况路面的激振频率;轮式装载机驱动桥壳损伤大部分出现在低应力幅下。     

微型汽车驱动桥壳强度及疲劳寿命分析

对微型汽车桥壳进行理论上的受力分析,计算出其在极限工况下的应力分布,同时对桥壳进行静强度分析,结合理论计算结果验证有限元模型的准确性.在此基础上进行疲劳寿命分析,得出桥壳潜在的危险位置,进行疲劳台架试验验证疲劳分析的准确性,仿真与试验结果一致,说明仿真分析能够在桥壳的设计和试验阶段提供一定的参考,缩减产品开发周期,减少试验次数.     

随机载荷作用下汽车驱动桥壳疲劳寿命预估

运用三维造型软件Pro/Engineer建立某型商用车驱动桥后桥壳的实体模型.依据有限元基本理论,在MSC.Patran中进一步建立该桥壳的有限元模型,利用有限元分析系统MSC.Nastran进行桥壳的应力分析和模态分析.同时建立与该桥壳相匹配的某型商用车的整车多体动力学系统模型,并进行在不同等级的虚拟路面上的整车动力学分析,得到作用在桥壳弹簧座上的随机载荷历程.综合有限元分析获得的应力结果和以上所得到的随机载荷历程数据,利用专业级疲劳分析系统MSC.Fatigue,进行桥壳整体基于S-N法的单事件和多事件复合工况下疲劳性能分析,给出桥壳疲劳寿命的分布情况和最危险点的寿命值.通过与台架疲劳试验的桥壳失效情况相对比,预估结果与试验结果一致.     

响应面法与多目标遗传算法在桥壳优化上应用

桥壳作为后桥的核心,其设计强度和寿命直接关系到整车的使用寿命及可靠性。首先,根据车辆实际行驶条件抽象出三大模拟工况,基于限元模型求解出桥壳的应力分布。Bump工况下桥壳中段处应力最大,为50.97MPa。其次,在MSC.Fatigue软件得到桥壳的疲劳寿命云图。然后,构建以寿命为应变量的响应面模型并运用NSGA-Ⅱ多目标优化的遗传算法对桥壳进行优化设计,优化后的寿命增加了22%,静应力减少了约10%,在质量减少的基础上实现了桥壳的寿命延长。最后,对优化前和优化后的桥壳分别进行台架试验,垂直弯曲疲劳试验的结果是寿命延长了18%,与仿真结果接近,符合相关规定,证明了优化设计的正确性。     

轻量化冲焊桥壳研制

利用CATIA软件建立了某重型汽车用冲焊桥壳总成的三维参数化模型,运用ANSYS Workbench软件在4种典型工况下对冲焊桥壳进行了静力分析,结果表明,在仅将桥壳壁厚由14mm减为11mm时,桥壳的刚度和强度不能满足使用要求;将桥壳材料由Q460C改为QK460,应力集中区域结构尺寸进行一定修改后,桥壳的刚度和强度达到了使用要求。按改进方案成功试制出轻量化桥壳。采用疲劳试验机对试制桥壳进行了台架试验,结果显示,桥壳的平均疲劳寿命可达到138.6万次,平均垂直弯曲失效后备系数可达到10.2,满轴载荷时每米轮距最大变形量为1.08mm。     

焊接残余应力对桥壳疲劳寿命的影响研究

桥壳作为驱动桥的核心零部件,其疲劳寿命对驱动桥乃至整车安全性有决定性的影响,对于制造过程中使用焊接工艺的桥壳,焊接残余应力的影响不容忽略。以某商用车驱动桥桥壳为研究对象,在获得其焊接残余应力分布的基础上,分析焊接残余应力对桥壳在静态载荷和动态循环载荷工况下应力应变响应的影响。使用应变-寿命分析方法对桥壳在弯曲疲劳试验工况下的寿命进行预测,并与台架试验结果进行对比,结果表明考虑焊接残余应力时,疲劳寿命次数和破坏位置的预测结果与试验结果吻合较好,验证桥壳疲劳寿命预测模型的准确性。与不考虑焊接残余应力的模型相比,焊接残余应力导致桥壳疲劳寿命次数降低,且失效位置不同,说明了疲劳寿命预测时考虑焊接残余应力的必要性。本文方法可推广应用于含有焊接残余应力的结构疲劳寿命预测,为结构优化设计提供指导。     

商用车驱动桥桥壳强度及疲劳寿命分析

驱动桥桥壳是汽车主要的承载件和传力件,其主要损伤形式是在交变载荷下发生疲劳失效.通过建立商用车驱动桥的有限元模型,在试验工况和路面工况下进行强度和疲劳寿命分析,查找出易发生破坏的位置,并验证该驱动桥桥壳强度和疲劳寿命可以满足设计要求.     

液压胀形汽车桥壳的强度及疲劳寿命分析

在桥壳缩径工艺小批量生产试验基础上,对缩径管坯进行压缩实验,得到桥壳材料的硬化规律,揭示出第一次缩径强化占材料总强化的86.62%;经理论分析得到在桥壳材料强化1.78倍情况下,桥壳疲劳寿命提高96.91倍。以0.75 t载重车液压胀形桥壳为例,利用有限元分析软件ANSYS对其许用强度、静强度、疲劳强度(寿命)及其承载能力进行分析,得到液压胀形桥壳的强度变化规律:疲劳寿命相同时,其失效应力提高57.67%,疲劳寿命为国家标准80万次时,其承载能力提高33.33%。以上研究为液压胀形桥壳优化设计提供了可靠的参考。     

7075/2A12异种铝合金搅拌摩擦焊搭接接头疲劳寿命预测研究

对7075/2A12异种铝合金搅拌摩擦焊搭接接头进行了疲劳加载测试,并观察了疲劳断口特征。根据实际试件结构建立局部应力应变法和缺口应力法有限元模型,对焊缝区域进行应力应变分析;结合Soderberg修正方程对Manson-Coffin(MC)模型中应力部分进行修正,再根据有限元分析结果,使用局部应力应变法和缺口应力法对异种铝合金搅拌摩擦焊搭接接头进行疲劳寿命预测。试验结果表明,有效搭接厚度严重影响试件的疲劳寿命;位于受载7075前进侧的钩状缺陷比7075后退侧钩状缺陷对疲劳寿命的影响大。与试验结果相比,局部应力应变法中,2组试件最小板厚处疲劳寿命的预测结果都要比钩状缺陷根部处疲劳寿命的预测精度高。部分试件结合Soderberg方程修正的MC模型预测误差大部分都在2个因子之内,而Smith-Watson-Topper(SWT)模型和其他MC修正模型预测结果均在3个因子之内,Sachs修正的MC模型和Morrow修正的MC模型的预测结果相近;缺口应力法中,部分试件预测结果较好,误差在2个因子之内。     

基于中值累积损伤法的桥壳疲劳寿命预测

为了提高汽车桥壳的寿命预测精度和效率,在Workbench软件中对桥壳有限元模型进行应力和疲劳寿命分析,在一定恒幅载荷历程作用下运用"中值累积损伤-概率损伤临界值"干涉模型对某电动汽车驱动桥壳进行疲劳寿命预测仿真计算。在桥壳强度与刚度满足标准规定的条件下,应用干涉模型预测桥壳的疲劳寿命得到了较高的计算效率和准确度,验证了所提出桥壳疲劳寿命预测方法的有效性,对汽车桥壳等其他复杂结构的疲劳寿命预测有重要的参考价值。     

驱动桥桥壳疲劳寿命预测与试验

主要介绍电液伺服系统控制的驱动桥桥壳垂直弯曲疲劳强度试验台装置的结构及设计原理.同时采用CATIA三维造型软件建立驱动桥桥壳的3D模型,利用限元分析方法对该桥壳进行模拟分析.本文通过将桥壳台架试验和桥壳有限元模拟两种方法得出的结果进行对比分析研究,二者的结果基本一致,从而验证了有限元方法对桥壳疲劳寿命预测的可行性.把以上两种方法分别应用于桥壳设计生产的不同阶段,可以大大提高工作效率,保证出厂桥壳产品的工作可靠性.     

重卡驱动桥疲劳寿命敏感性分析及优化

通过疲劳寿命对结构参数的敏感性分析,得出最大应力幅对各结构参数的偏导数是驱动桥疲劳寿命预期的核心因素。利用多点约束法建立桥壳为柔体的整车刚柔耦合模型,根据动力学仿真得到的载荷进行有限元分析,通过回归分析得到桥壳厚度、簧距、轮距对桥壳应力幅的特性曲线,并分析了车速、路面对其影响。定义综合调整系数修正疲劳寿命计算模型,并进行了试验验证。最后采用基于并列选择遗传算法的多目标优化,计算了等效疲劳寿命。     

基于HyperWorks的某桥壳有限元分析及拓扑优化技术

以实体单元为基础,利用先进的HyperWorks软件对某拖拉机大马力转向驱动桥壳进行了强度计算和有限元模拟分析,得出了零件的应力和变形分布,验证了设计的合理性,为拖拉机驱动桥的强度评价及疲劳寿命估算提供了相关数据,为同类相关产品的分析提供了参考依据,并对桥壳模型进行拓扑优化以指导桥壳的设计思路。