Multiaxial Fatigue Analysis of Vehicle Lower Control Arm Based on Simulated Road Excitation

提出了一种道路模拟试验与CAE相结合的汽车耐久性分析方法.采用道路模拟技术复现实际路面状况,迭代得到的轮胎激励信号,作为CAE动力学分析的边界条件.建立整车刚柔耦合模型,仿真获取关键零件连接点的载荷历程.以某汽车的下摆臂作为实例,采用有限元分析的惯性释放法,求得其应力.据此进一步对其载荷状态做二轴性分析,并选择合适的多轴疲劳损伤模型进行多轴疲劳分析.分析结果与路试结果对比表明,该方法可在设计阶段有效预估汽车关键零部件在非比例载荷作用下的疲劳寿命.     

电动汽车麦弗逊悬架下摆臂轻量化研究

对某电动汽车麦弗逊悬架下摆臂进行有限元分析。首先对悬架进行运动学分析,得出作用在下摆臂各点的载荷;其次对同等厚度的下摆臂分别赋予钢材料和铝材料,采用惯性释放的方法分别对其进行静力学分析;最后以下摆臂最大变形量为约束条件对采用铝材料的下摆臂进行尺寸优化。结果表明:采用铝材料的下摆臂可以在保证静、动态性能的前提下有效降低自身重量。     

基于柴油机考核工况的活塞高周疲劳寿命预测

针对柴油机台架耐久性试验规范规定的柴油机考核方法及工况,建立了多工况循环载荷作用下活塞高周疲劳寿命预测流程;采用Abaqus有限元分析软件建立活塞温度及应力计算模型,通过与试验数据对比进行模型标定,计算了各工况下活塞温度场及应力;采用Femfat软件考虑温度场及各种修正因素的影响对活塞单工况下高周疲劳寿命进行预测,采用双线性累积损伤准则对柴油机考核工况下活塞疲劳寿命进行预测。结果表明:采用双线性累积损伤准则可便捷地进行多工况周期性载荷下活塞高周疲劳寿命预测;活塞冷却油腔位置处寿命最低,但可满足柴油机考核使用要求。     

基于模糊理论的矿用自卸车车架疲劳寿命估算

鉴于低于但接近疲劳极限的应力,对构件是否产生损伤而影响其疲劳寿命这个问题存在一定的模糊性,针对某矿用自卸车车架,把模糊理论中的隶属函数引入其疲劳寿命估算,提出了模糊Miner方法。构建了车架有限元模型和整车刚柔耦合模型,分别通过车架应力试验和实车满载道路试验,验证了模型的正确性。根据矿山实际工况比例,由动力学分析得到各工况下车架的载荷谱,并根据材料疲劳寿命试验获得的S-N曲线和车架单位载荷应力分析,获取关键节点应力时间历程,对应力水平进行分级统计。经计算对比,采用模糊Miner方法比采用传统Miner方法估算的寿命更贴近实际情况。     

考虑过盈配合的悬架控制臂焊缝疲劳分析

为了准确地评估悬架控制臂的焊缝疲劳寿命，在考虑过盈装配应力基础上进行了焊缝疲劳分析。对比了理论计算和有限元方法计算的控制臂过盈装配应力，对耐久载荷进行了等效处理，将耐久工况简化为三个简单工况。介绍了“VOLVO”焊缝疲劳分析方法，使用该方法校核了控制臂焊缝疲劳寿命。分析结果与台架试验结果较为一致，优化方案顺利通过整车耐久验证。     

车身结构中焊点疲劳寿命预估

采用焊点疲劳寿命预估方法,通过有限元分析并结合应力计算,即可计算出实际载荷工况下的焊点疲劳损伤。采用该方法对某轿车B柱结构焊点的寿命进行了预估,得出了各焊点的损伤和寿命分布情况,并预测出发生失效的部位为B柱与上横梁相交处,预测结果与实际发生的损坏部位一致。     

轮胎尺寸对汽车结构疲劳累积损伤影响研究

基于结构耐久试验工况,通过六分力设备与底盘杆系所采集的整车道路载荷谱,应用动力学载荷分解方法获得虚拟随机载荷谱,对车身结构进行应力分析和疲劳累积损伤计算。在底盘关键位置布置传感器,同时在车身结构中CAE疲劳分析所对应的5个高应力区粘贴应变片,先后采用3套不同尺寸参数(包括胎高和胎面宽度)的轮胎以相同的耐久工况(同一个试验场,试验路面及对应的速度相同)来进行实车载荷对比测试。针对车身结构载荷幅值、频域进行分析,并基于雨流循环计数对车身和底盘件进行疲劳累积损伤计算与分析。整车实际测试的结果表明,CAE所预测到的损伤(裂纹)位置及其里程数与路试结果相吻合;在同样使用条件下,轮胎内径越大,车身结构和汽车底盘的寿命越低,已经可进行量化对比。     

计及成形因素影响的车身结构疲劳分析

基于随机振动理论,推导了车身结构随机振动响应谱的计算公式;采用Goodman曲线进行交变载荷的等损伤转换,建立了应力幅和平均应力之间的关系式;以材料的疲劳极限作为疲劳抗力指标,将残余应力等效为平均应力,以研究成形因素对疲劳性能的影响;以某汽车尾端横梁为例,采用基于有限元分析结果的疲劳分析法,考虑冲压成形因素的影响,进行了车身结构的动态应力计算、疲劳寿命预测和改进设计.结果表明,所预测的疲劳性能与整车道路试验结果吻合.     

对局部应变法疲劳寿命估算中若干损伤模型的评价

本文以一全尺寸汽车结构零部件为例，完成一组道路随机载荷条件下的模拟疲劳试验，并按照国内外文献中建议的九种典型损伤模型对其在同一随机载荷条件下的裂纹形成寿命进行了估算。通过试验寿命与估算寿命的比较，对各损伤模型进行了评价，并对汽车结构零部件在道路随机载荷条件下疲劳寿命估算中损伤模型的选用提出了建议。     

基于最优控制的半主动悬架下摆臂疲劳寿命预测

运用多体动力学仿真软件ADAMS和Matlab进行的整车联合仿真结果表明,半主动悬架系统能有效提高车辆的平顺性。通过获取下摆臂的载荷时间历程,结合有限元应力分析结果,在MSC.Fatigue软件中进行下摆臂疲劳寿命计算,得到了其疲劳寿命分布和危险点的寿命值。实车台架试验表明,试验结果与仿真计算结果基本一致。