汽车少片变截面板簧的疲劳寿命仿真设计

利用基于非线性有限元仿真分析的疲劳设计方法,对少片变截面板簧进行了疲劳寿命试验仿真分析,确定出板簧的疲劳破坏发生区域,然后基于材料的S-N曲线,利用ANSYS疲劳分析模块进行板簧的疲劳寿命设计计算。该疲劳寿命分析方法可以较准确地得出板簧产品的疲劳寿命,节约了疲劳试验成本。     

微型汽车驱动桥壳的疲劳寿命预测

分析了疲劳损伤理论在疲劳寿命预测中的应用,并基于该疲劳损伤理论对微型车驱动桥壳进行仿真计算。考虑了桥壳焊缝部位对桥壳整体的影响,针对焊缝进行建模,并且对其赋予BS7608—1993标准中与其结构、受力对应的S—N曲线。通过台架试验验证了仿真计算结果的准确性,基于有限元技术的疲劳寿命预测方法能较准确地预测结构的疲劳寿命,对产品的设计和开发有一定的指导意义。     

基于整车路面谱的副车架开裂台架试验及仿真

针对前悬架稳定杆与副车架连接处在整车试验场耐久测试过程中出现的疲劳破坏问题,通过对稳定杆进行贴片标定,获得了试验场环境下稳定杆的连杆力和稳定杆扭转相对位移的强化耐久路谱,设计搭建了稳定杆副车架系统的物理台架,并按照耐久性规范进行了台架试验。试验结果表明：该台架试验装置能良好地再现整车耐久路试下的断裂位置,疲劳寿命相对于整车耐久路试的疲劳寿命偏差仅为2.5%。在此基础上,建立了稳定杆与副车架多体的仿真模型,设定了与系统试验台架相同的约束边界,通过虚拟迭代的方法及准静态有限元疲劳寿命分析法对系统进行了仿真分析。仿真得到稳定杆连杆力和稳定杆扭转相对位移信号,与测试结果进行对比分析可以看出,时域下相位和幅值重合度良好,频域下的PSD谱重合度较高,穿级计数载荷统计基本一致,载荷相对损伤均在1附近,相关风险位置处的仿真疲劳寿命与整车耐久试验寿命偏差比为6.25%,获得了较高精度的风险位置载荷,实现了耐久风险位置的复现。最后,基于仿真模型对副车架风险位置处进行了结构优化设计,改进后的方案顺利通过了后续的台架试验和整车耐久路试。     

橡胶球铰性能试验与分析

以某一橡胶球铰产品为例,通过对其进行径向、轴向、偏转和扭转4个方向的刚度试验和疲劳试验,分析了影响其主要性能参数——刚度的关键因素。试验结果表明:胶料硬度和预压量是影响橡胶球铰刚度性能和疲劳寿命的主要因素,且周向预压量对橡胶球铰轴向刚度及疲劳寿命影响较大。     

疲劳寿命预测能量方法的试验验证及其参数系统分析

根据疲劳过程能耗分析建立的损伤模型和目前常用的几种典型疲劳损伤模型,进行了复杂载荷历程下的疲劳寿命预测,并将预测结果与疲劳失效试验结果进行了比较.讨论了疲劳寿命预测方法中参数系统,提出一种检验寿命预测方法完备性的方法.     

塔式起重机钢结构加强部位疲劳试验研究

通过疲劳寿命试验，获得了QT60／80塔机钢结构加强部位的疲劳寿命数据，针对此类小样本容量试验的特点，采取了一种效率较高的统计方法，并且获得了该部位的P-S-N曲线，为进一步疲劳寿命评估打下了一定基础。     

加载频率对纤维沥青混凝土疲劳性能的影响

以现象学法为基础,结合损伤力学原理,提出了纤维沥青混凝土疲劳破坏准则.通过不同频率、应力水平纤维沥青混凝土劈裂疲劳试验,研究了加载频率对沥青混凝土疲劳性能的影响,建立了不同频率下沥青混凝土疲劳寿命计算模型.试验研究和理论分析表明:疲劳加载频率越低,沥青混凝土疲劳寿命对应力水平的变化就越敏感,低速、重载交通是造成沥青混凝土疲劳破坏的重要原因.     

水泥稳定碎石疲劳的破坏力学分析

结合断裂力学和损伤力学的方法对水泥稳定碎石小梁疲劳寿命进行了分析。用有限元对小梁试件断裂韧度进行了计算,给出了拉应力控制的损伤演化方程,根据小梁疲劳试验的部分数据基于断裂韧度控制指标反算了损伤演化方程的系数,并用小梁疲劳试验的剩余数据对该损伤演化方程的寿命预估精度进行了验证。结果表明,用有限元计算小梁的断裂韧度具有足够的精度,基于断裂韧度为控制指标的损伤演化方程比常用的S—N方程具有更好的寿命预估能力。这种方法对小梁疲劳试验数据分析引入了力学参量,可以为实际道路结构中的寿命预估提供计算模型。     

钉载孔挤压强化疲劳试验及断口分析

本文对在钉传和旁路载荷同时作用下,独立地对挤压孔的疲劳试验进行了研究。试验得到了挤压量与寿命的关系曲线,并且表明:挤压能大幅度提高钉孔构件的疲劳寿命。断口分析发现挤压孔的疲劳源并不发生在孔边,这一点为挤压孔疲劳裂纹形成寿命估算提供了有用的信息。通过对试验数据的分析,本文提出了对LY12CZ材料φ6孔的有利挤压范围。     

涡扇发动机拉紧轴疲劳试验

针对涡扇发动机拉紧轴在工作环境中所存在的疲劳失效问题,提出基于有限元法(FEM)与Miner线性累积损伤理论相结合的理论模型,实现了已知涡扇发动机拉紧轴材料、几何尺寸等条件下的标准载荷循环谱计算.进一步开展了风扇拉紧轴的疲劳寿命试验测试与分析,结果表明,试验中拉紧轴可承受30 000次试验载荷循环数,试验之后经检查无裂纹、凸肩切入、螺纹断扣等失效现象,最终确定其在标准载荷循环下的安全使用寿命.通过开展对拉紧轴的疲劳试验研究、仿真计算与分析等工作,有效验证了可靠性寿命预测方法与模型的可行性.     

重卡轮毂轴承耐久性试验载荷谱的设计

为改进评估重卡轮毂轴承性能和寿命的试验技术,研制了一款符合某公司生产的重卡轮毂轴承耐久性试验的载荷谱。根据重卡汽车实际行驶状态,分析了重卡轮毂轴承的主要结构特点、实际运行工况载荷、装载工况及轮胎载荷,并结合某公司研制的新型重卡轮毂轴承模拟试验机采集的相关数据,以某重卡轮毂轴承匹配的重卡汽车为例,确定出每种行驶状态的占比,针对每个循环周期内行驶状态的重卡轮胎受力情况,制定出符合重卡汽车的循环周期内的耐久性试验载荷谱。3 a试验结果和客户使用情况表明,该载荷谱对重卡轮毂轴承性能的评估具有实际的指导意义,并已运用在重卡轮毂轴承耐久性试验常规检验中。     

钢制组装式车轮的轻量化设计及多目标优化

设计了一种以热轧高强钢作为内轮辋、低碳钢作为外轮辋材料的异种钢材组装式车轮,提出一种车轮多种工况下循环载荷疲劳耐久试验方法,对车轮进行疲劳寿命预测. 基于有限元法,计算不同位置下施加载荷时车轮的强度、刚度,不同应力频率下的疲劳寿命和安全系数,并分析出局部大应力关键部分. 以转弯工况建立参数化模型,定义了8个结构设计变量,利用最优拉丁超方实验设计方法选取初始样本点,拟合了车轮Kriging近似模型,以车轮最小质量、疲劳寿命和疲劳寿命安全系数最大为目标,并以应力、最大形变量为约束,对车轮进行多目标优化,并进行弯曲疲劳试验验证. 结果表明,异种钢材组装式车轮在优化后,性能良好,满足设计寿命要求,质量较优化前车轮减重9.73%.     

基于ABAQUS的汽车铝合金车轮旋转弯曲试验的数值模拟

基于旋转弯曲试验,运用有限元分析软件ABAQUS建立某铝合金车轮有限元模型,进行了车轮旋转弯曲疲劳试验的数值模拟,分析了车轮结构的薄弱处,并进行了改进设计．同时,对改进前后的车轮进行了实际的旋转弯曲台架试验,改进后的车轮通过了实际试验,与数值模拟结果一致．研究表明,有限元方法可以较好地模拟铝合金车轮旋转弯曲试验．     

弹性车轮动刚度与随机振动疲劳仿真分析

在城市轨道交通中,弹性车轮作为列车的主要承载部件,在减振降噪方面发挥着极大的作用。为了进一步探究某型弹性车轮相对于刚性车轮在减振降噪方面的优势,在弹性车轮建模方法和对弹性车轮中橡胶材料本构模型研究的基础上,利用Hypermesh软件建立了弹性车轮和刚性车轮的有限元模型,基于Optistruct模块对弹性车轮和刚性车轮的动刚度进行仿真分析,得出了两者在相同测试点的速度、加速度频率响应曲线,结果表明弹性车轮在高频率区间内具有显著的减振效果。另外在Ansys软件中对该型弹性车轮在随机振动条件下的疲劳寿命进行了预测,通过分析车轮的等效应力分布云图和疲劳寿命分布云图,对弹性车轮应力集中部位进行尺寸改进,结果表明改进后弹性车轮的疲劳寿命显著提高。     

过程集成模型铝合金轮毂疲劳寿命预测

为了提高轮毂疲劳寿命预测的准确性,建立了轮毂过程集成模型来模拟轮毂制造过程中的物理特性参数和微观结构参数,并以此为基础预测轮毂的疲劳寿命.过程集成模型综合考虑了轮毂制造过程对疲劳寿命的影响,把以前独立的制造过程（低压铸造、热处理、机加工和应力加载实验）进行集成,将微观组织与残余应力的影响加入到疲劳寿命模型中.轮毂疲劳实验表明,过程集成模型所预测的轮毂疲劳寿命和实验结果吻合很好,与局部应力应变法预测结果相比,过程集成模型结果的准确性更高.     

液态模锻铝轮毂的工艺及组织性能

用液态模锻方法试验研究了轿车铝合金轮毂的成形工艺，确定了各主要工艺参数及其对成形质量的影响，分析了组织及力学性能。该法工艺先进，设备简单，使铝合金在高压下结晶，并在结晶过程中产生一定量的变形，消除了缩孔、疏松，气孔等缺陷。     

轿车轮毂造型及结构有限元的分析

轮毂是汽车承载的重要部件,其内在质量关系到汽车行驶过程中的平稳性、安全性和舒适性.随着人们对行车安全、节能和环保等方面要求的不断提高,以及制造工艺技术的日益进步,在保证轮毂实用性能的前提下,轮毂的造型结构与材质都发生了较大变化.更重要的是轮毂的造型还能影响人们对车辆外观的评价以及购买欲望.首先阐述了汽车轮毂的发展史,再从大众品牌旗下产品高尔夫轿车轮毂的造型形态入手,针对轮辐的变化,分别以时间和排量为方向进行了对比分析,探讨了大众高尔夫轿车轮毂的造型,并用Ansys对部分轮毂进行结构分析.最后,根据现有大众高尔夫"战斧"轮毂的造型进行其延续型的设计.     

拉—拉变幅载荷下45钢切口件疲劳寿命的分布及其模拟

根据45钢切口件疲劳寿命表达式中疲劳抗力系数和疲劳门槛值物理意义及概率分布,提出了一种新的模拟45钢切口件变幅载荷下疲劳寿命实验及其分布的方法,并与拉－拉变幅载荷下的实验结果进行了比较,结果表明,45钢切口件在变幅载荷下的疲劳寿命分布的模拟结果服从对数正态分布,并与实验结果符合得很好。     

LY—12硬铝合金表面裂纹产生和发展

本文通过实验研究了ＬＹ—１２硬铝合金在单向拉伸疲劳载荷下表面裂纹形状的变化规律，由实验数据处理得到了适用于ＬＹ—１２硬铝合金材料疲劳寿命计算的关系式。研究表明，拉伸疲劳时表面裂纹扩展速率可用Ｐａｒｉｓ公式描述。     

基于等效结构应力法的汽车后桥疲劳寿命分析

汽车支撑后桥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。CAE仿真技术的广泛应用使得车身及零部件结构设计进入了一个崭新的阶段。本文首先利用三维软件CA-TIA建立某型支撑后桥的三维几何模型,并利用Hypermesh软件建立相应的有限元模型,根据工况设定相应的约束载荷,利用Ansys软件对后桥进行静力分析。之后将有限元分析结果导入Fe-safe软件,利用等效结构应力法分析了后桥在典型工况下的疲劳寿命。对比实际的疲劳冲击试验和CAE分析结果,预测结果与实验结果基本吻合,后桥产品的疲劳寿命满足质量要求。证明CAE疲劳仿真技术可以合理有效的预测寿命,有助于提高产品开发的质量和周期。