基于失效模式的后桥耐久性快速试验

以一款紧凑型轿车扭转梁后桥为对象,结合其在试车场试验时失效模式,通过对试车场路况下后桥服役载荷的损伤分析和信号压缩,编制了后桥耐久性快速试验载荷谱。同时结合以往研究成果中失效关联载荷的识别,制定了该后桥耐久性快速试验方案,并通过台架试验进行验证。结果显示,所制定的仅通过垂向加载的后桥耐久性快速试验,可以准确地复现后桥在试车场路况下的失效模式,并且实现了3.9倍的加速。这一方法可以推广至其他汽车零/部件耐久性快速试验规范的编制,对准确地验证整车及零/部件耐久性里程具有一定的参考价值。     

采用有限元及伪损伤分析的后桥疲劳失效模式判定

采用有限元分析技术,对某汽车后桥进行了载荷分布分析,得到了该后桥在静载、制动、转向和扭转四种工况下的应变云图和张量图,确定了该后桥应变传感器布置方案.进行试车场道路载荷试验,采集后桥应变载荷谱.通过伪损伤分析,确定后桥损伤最大位置即其失效部位.对后桥进行道路模拟试验,试验结果与分析结果一致,表明此研究方法能够准确地预测后桥失效模式.     

扭转梁后桥疲劳试验规范研究

以扭转梁后桥为对象,运用Adams软件对整车参数进行分析,得出后轴轴荷是影响后轮轮心垂向力幅主要因素,然后运用Hype Works软件分析后轮轮心垂向力幅与轮心位移幅的关系,最终得出结论:后轴轴荷是后轮轮心位移幅的最主要因素。继而通过对现有多种乘用车扭转梁后桥疲劳试验案例的研究分析,建立了后轴轴荷与扭转梁后桥疲劳试验加载位移之间的数学关系。由此,建立了通用的扭转梁后桥疲劳试验规范。最后通过将新规范与旧规范进行对比分析,验证了新规范的有效性。     

扭转梁后桥结构性能仿真及优化设计

在汽车底盘设计过程中，为减小扭转梁后桥结构性能可能存在的设计风险，对扭力梁后桥进行了有限元结构性能仿真。首先建立了扭转梁后桥有限元模型，并应用Abaqus对该扭转梁后桥在三种典型危险工况下进行了静态强度分析。并应用MSC.Nastran和Ncode.Designlife对该后桥进行了疲劳寿命预测，并根据仿真结果提出有效的结构优化。结果表明经过优化后的设计大大提高了后桥的强度和疲劳寿命。     

扭转梁后桥耐久性快速评价

根据对载荷实际作用效果的认识,确定了危险测点信号的无效载荷区间,编制了多级程序载荷谱。明确了造成后桥失效的主要关联载荷,对台架试验加载方式进行了简化。在此基础上,完成了扭转梁后桥快速加载试验,结果显示:台架试验失效部位与道路试验一致,能够实现耐久性快速评价,加速系数为5.68。     

某车型后扭转梁开裂问题分析

以某公司开发的扭转梁为研究对象,对扭转梁设计验证过程中出现的问题进行分析,通过综合分析失效扭转梁样件的断口形貌、金相组织、硬度、台架试验结果,对扭转梁后桥薄弱区域进行改进,并对改进后的扭转梁再进行CAE分析和台架验证。结果表明:改进后扭转梁满足产品设计要求。     

扭转梁后桥台架试验标准制定研究

传统获得扭转梁后桥路试局部载荷谱时,其测试系统较为复杂,不仅测量成本高而且难以测量。本文针对扭转梁后桥建立了多体动力学模型,以整车道路试验车轮六分力信号作为输入,利用仿真计算得到局部载荷谱线。通过分析目标位置的损伤值,制定了单级加载台架疲劳试验的评价标准,并结合台架试验验证了标准的有效性,进而提出通过多体动力学仿真制定台架试验标准的分析流程,为后桥试制阶段的耐久性检验提供了评价依据。     

货车车架仿真分析与台架试验

为验证某轻型货车车架的疲劳耐久性,评估其使用寿命,采用有限元方法对车架进行扭转工况强度与疲劳仿真分析,并通过加速试验方式对车架进行台架试验.仿真分析与台架试验结果显示,不同载荷条件下,该轻型货车车架的失效位置均位于第五根横梁与纵梁交接处附近,仿真分析与台架试验结果误差约为20％.通过仿真分析与台架试验方法,可以快速评估车架的疲劳性能,检验车架的可靠性,为车架的设计与优化提供参考.     

半挂牵引车车架的疲劳分析及结构优化

为准确复现某半挂牵引车车架铸造横梁试验场失效模式并提升结构可靠性,对典型工况静强度进行了分析;通过对比仿真结果与应力试验,验证了有限元模型准确性并发现了结构薄弱点,对结构进行了优化设计;建立了刚柔耦合的整车虚拟样机模型及试验场扭曲路面,提取了车架连接处载荷,结合惯性释放的方法完成了两种方案车架疲劳寿命计算,并进行了两种方案扭转疲劳台架试验。结果表明：改进方案在典型工况静强度、基于扭曲路面的虚拟疲劳寿命及基于台架试验的扭转疲劳寿命等方面均有较大提升,验证了改进方案的有效性。     

随机载荷下矿用自卸车后桥壳疲劳寿命分析

矿用自卸车行驶路况非常恶劣,为研究国产首台SF33900型矿用自卸车后桥壳的疲劳寿命,建立后桥壳有限元分析模型,将载荷峰值作用下的仿真应力结果与试验结果进行对比分析,得出两者数值比较接近,从而验证了该模型具有一定的准确性。将动力学分析结果作为后桥壳疲劳寿命分析的随机载荷谱,得出水平路面普通工况下的疲劳寿命分布云图,其最小寿命满足工程要求。为研究载荷变化对后桥壳疲劳寿命的灵敏性,对比分析三处载荷变化对后桥壳疲劳寿命的影响程度,得出后横拉杆和悬架下支点位置受力变化对后桥壳疲劳寿命影响较大。另外,还考虑载荷频率变化对后桥壳疲劳寿命的影响,结果表明,载荷频率变化比幅值变化更能影响疲劳寿命。     

平地机半轴疲劳寿命预估及其台架疲劳试验

针对PY160平地机后桥链轮半轴实际载荷工况,编制了相应的8级载荷谱,利用载荷谱对改进前后的半轴进行疲劳寿命分析和预估,用等效强化对改进后的半轴进行室内台架疲劳试验。将半轴预估寿命,台架试验寿命及改进前后半轴的实际工程寿命进行对比和分析,验证了利用修正Miner法则与Goodman图线预估半轴疲劳寿命是可行和可靠的,满足实际工程需要的寿命预估,并为类似零部件的疲劳设计提供了方法和相关疲劳数据。     

基于试验与仿真的扭转梁式后桥模态分析与优化

为了获取扭转梁式后桥的模态参数,首先对后桥进行了试验模态分析,试验采取单点激振、多点拾振方法,使用PloyMax算法进行模态定阶。然后在hypermesh中完成了后桥有限元分析,并对比试验结果验证了有限元模型。接着分析了后桥模态应变能较大的位置,快速准确地找到模态优化的目标对象,对扭转梁本体和加强筋两个关键部件进行了加强,提高了后桥局部刚度。     

后扭转梁总成开裂分析

针对某SUV车型后扭转梁总成开裂问题,采用SEM、元素含量、金相和显微硬度等方法系统地分析后扭转梁总成开裂的原因。分析结果表明零件开裂为疲劳开裂。焊接接头过热区和正火区材料性能差异较大,耐久试验中材料变形不均易产生应力集中,且焊接质量不佳是造成扭转梁总成失效的原因。最后针对此类失效给出相应的解决措施。     

典型危险工况下汽车后扭力梁结构开裂分析

为找出某车后扭力梁结构在路面随机载荷激励下容易存在塑性变形进而出现开裂问题,对后扭力梁结构的强度进行分析。针对该车后扭力梁实际工作状态,提出了三种典型的危险工况。基于后扭力梁结构有限元模型的建立复现其服役状态下的边界条件,对后扭力梁三种典型危险工况的应力进行计算。分析结果表明在三种典型危险工况下后扭力梁的上加强件和横梁加强件出现集中应力且超过了材料的屈服强度导致结构开裂,出现开裂现象的部位与实际情况吻合。基于实车道路试验对后扭力梁结构关键部位的应变信号测试,结果表明后扭力梁结构横梁加强件等关键部位的理论应变水平与试验值吻合很好,验证了有限元模型的准确性和方法的可行性。     

基于低载强化特性的疲劳寿命估计方法

准确地估计疲劳寿命对于汽车零部件的可靠性和轻量化设计具有重要的作用。但由于现有疲劳寿命估计方法认为载荷仅对零件造成损伤,导致工作载荷下基于传统疲劳寿命预估方法得到的疲劳寿命较为保守。大量研究结果表明,疲劳极限以下载荷对零件疲劳强度的强化作用。以碳钢低载强化特性为基础,基于Miner准则,提出一种考虑低载强化效果的简化的疲劳寿命预估方法。该方法将疲劳寿命预估分成两个阶段,在不同的阶段分别考虑低幅载荷的强化和损伤。通过对强化效果与强化载荷和强化次数的关系进行线性简化,简化了疲劳寿命的计算过程。以轿车扭杆梁后桥为对象,通过采集试车场道路下的工作载荷,利用该方法和Miner准则对后桥进行疲劳寿命估计,并通过道路载荷模拟技术对后桥进行试验验证。结果表明,该方法具有较高的精度。     

典型危险工况下汽车后扭力梁结构开裂分析

为找出某车后扭力梁结构在路面随机载荷激励下容易存在塑性变形进而出现开裂问题,对后扭力梁结构的强度进行分析。针对该车后扭力梁实际工作状态,提出了三种典型的危险工况。基于后扭力梁结构有限元模型的建立复现其服役状态下的边界条件,对后扭力梁三种典型危险工况的应力进行计算。分析结果表明在三种典型危险工况下后扭力梁的上加强件和横梁加强件出现集中应力且超过了材料的屈服强度导致结构开裂,出现开裂现象的部位与实际情况吻合。基于实车道路试验对后扭力梁结构关键部位的应变信号测试,结果表明后扭力梁结构横梁加强件等关键部位的理论应变水平与试验值吻合很好,验证了有限元模型的准确性和方法的可行性。     

某乘用车副车架早期开裂原因分析及改进

某乘用车副车架在台架试验过程中出现早期开裂失效,根据该台架试验对应的副车架工况确定边界条件进行有限元静力分析,得到危险工况下的应力分布情况。通过电测试验验证有限元分析结果。根据有限元计算结果分析开裂原因,并提出对策。对改进后的副车架进行的台架试验证实,改进后开裂问题得到解决。     

重型商用车转向节臂疲劳试验研究

转向节臂是重型商用车转向节的关键零部件,其疲劳性能直接影响整车的可靠性和安全性。对转向节臂疲劳试验输入载荷谱的确定和台架试验进行了研究。通过标定转向直拉杆和采集典型转向工况实车载荷谱确定了转向节臂疲劳试验的输入载荷。根据采集到的载荷谱和疲劳累积损伤等效原则制定了转向节臂疲劳试验输入载荷谱,并据此进行了转向节臂的疲劳性能验证试验。疲劳试验有效验证了转向节臂的疲劳性能,找出了可能出现失效的部位,为转向节臂的改进提供了依据。最后对改进过的转向节臂进行了疲劳性能的台架试验验证。     

某电动出租车扭力梁开裂失效分析与改进研究

针对某电动出租车扭力梁总成开裂失效问题进行了材料性能、焊接性能和结构应力系统性的原因分析。分析结果表明,焊接内应力和侧向工况外应力共同叠加导致扭力梁总成疲劳开裂;通过扭力梁加强板结构优化,侧向工况裂纹源处近加强板和横梁本体位置处的外应力集中分别降低了29.4%和17.3%,实现了开裂处内应力和外应力叠加后总应力的降低,最终完成了改进方案总成试制并通过了试验验证;在底盘结构件工程设计阶段,应充分利用CAE技术驱动结构优化设计,从而实现外应力和内应力降低;相比降低内应力,降低外应力通常具有较好的费效比。     

基于典型工况的汽车后桥壳结构轻量化优化设计

基于典型工况下的后桥连接点载荷,运用惯性释放的方法对搭配多连杆悬架的后桥壳进行了轻量化设计。分析可知：单侧过深坑工况下的后桥壳应力最大;套管厚度和桥包厚度对最大应力有影响,而且随着两者厚度的变化,最大应力位置也会转移。优化后的桥壳比原桥壳减重11.6%,经过疲劳试验和耐久性路试验证,未出现耐久性问题,满足设计要求。