汽车空调管路随机振动强度分析及其改进

针对某款乘用车路试期间空调管路焊缝附近发生断裂的问题,在预应力模态分析的基础上对其进行了随机振动有限元分析,发现其强度薄弱部位与路试断裂部位一致,采用增大焊缝圆角尺寸的方法对管路与接头处焊缝尺寸进行优化,再次对其进行随机振动有限元分析。结果表明,断裂焊缝处三个振动方向的最大应力分别降低了9.8%、29.5%、45.2%,最大应力由112.1 MPa降低至86.1 MPa,低于其材料屈服极限,满足强度要求。研究为汽车空调管路随机振动有限元分析与焊接结构强度优化提供参考依据。     

利用计算机仿真技术预测车身零件疲劳寿命

为缩短新车开发周期、节约样本制造费用，本文提出了一种在计算机仿真环境中预测车身零件疲劳寿命的新方法。以某轻型客车为例，首先建立了该车的整体有限元模型。然后将采自试车场的典型路面谱作用于轮胎与路面 的接触点进行随机激励。不仅首次在计算机上模拟了汽车随机振动过程，而且得到了关键部位的加速度和动态应力响应及其相应的功率谱密度。最后，应用随机振动和疲劳累积损伤理论对仿真结果进行后处理，估算出该车在一定速度下连续行驶的疲劳寿命。其分析结果显示的危险部位与道路试验基本一致。     

冷却模块的振动疲劳特性分析与优化

针对冷却模块悬置系统结构仿真分析方面，主要考察其振动与疲劳问题，一方面考察汽车在路面行驶时，冷却模块的随机振动激励所产生的疲劳破坏问题；另一方面主要考虑冷却模块的振动特性，首先冷却模块悬置系统的刚体模态频率需要避开发动机二阶点火频率，其次冷却模块的弹性模态频率需要大于风扇运转所产生的频率。本文以冷却模块的振动疲劳破坏的问题为分析目标，对冷却模块的振动特性进行研究，并与实际断裂位置进行对比，分析结果表明仿真分析方法可靠。同时，对冷凝器支架进行相应的优化，可提高冷却模块的随机振动寿命，为冷却模块的优化改进提供依据，并对后续的疲劳寿命分析具有一定的指导作用。     

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.     

基于多通道随机载荷的某车中冷管支架疲劳寿命分析

结合随机振动理论,以某车型中冷管为例介绍了产品在多通道随机激励下的疲劳分析方法,并分析了中冷管支架在多通道随机激励下的疲劳性能,分析结果显示其失效位置与试验中支架开裂情况一致。根据分析结果,对支架结构进行了优化,并重新分析了疲劳寿命,其寿命结果比原模型有显著改进。由于该方法可以方便、有效地进行疲劳计算,且能够得到比较可靠的结果,所以比较适用于汽车结构件的疲劳寿命分析。     

组合工况下自卸车驱动桥壳强度分析

为满足驱动桥壳越来越高的性能需求,以TY-1型商用驱动桥壳为研究对象,通过HyperMesh软件建立以3D实体单元为基本单元的有限元模型,在此基础上对驱动桥壳结构的静力、模态性能进行分析,得出应力、应变分布情况和前5阶模态下的固有频率及振型。分析结果表明,桥壳强度和刚度基本满足设计要求,且不会与地面激励产生共振。对驱动桥壳进行疲劳寿命分析,得到疲劳寿命云图,结果表明桥壳疲劳强度满足要求,进一步验证了设计的合理性。     

随机振动疲劳寿命估算与试验验证

为了验证应用随机振动疲劳分析技术进行寿命预测的准确性,文章以汽车电喇叭支架为研究对象,首先进行模态测试校验有限元模型的准确性,然后通过扫频试验获取支架上某点的加速度曲线,再基于Isight软件确定结构阻尼的大小。通过进行电喇叭支架的随机振动疲劳仿真分析及试验,得出预测寿命为338 min,试验寿命在50～320 min之间。考虑到材料工艺、表面质量和存活率对疲劳寿命的影响,最终预测寿命为48 min。结果表明:由于结构受材料工艺和表面质量等因素的影响,疲劳寿命分布存在一定的离散性。但是,综合考虑各种不利因素的影响,可以准确预测疲劳寿命的下限值,有效地指导结构设计。     

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。     

自然锈蚀钢筋的轴向拉伸疲劳试验

为研究锈后钢筋疲劳性能退化规律,在考虑锈蚀率和应力范围影响的基础上,对28根混凝土中自然锈蚀钢筋试件进行轴向拉伸疲劳试验.经统计回归,建立了考虑锈蚀率影响的锈蚀钢筋疲劳曲线方程,给出了不同保证率、不同预期疲劳寿命下自然锈蚀钢筋容许应力范围的建议值.同时,通过锈蚀钢筋疲劳断口扫描电镜的对比分析,解释了锈蚀钢筋疲劳性能的退化规律.研究结果表明:锈后钢筋应力范围与疲劳寿命的对数关系仍呈线性,但疲劳寿命显著降低,且应力范围越大其降低幅度越大;断口瞬时断裂区面积比随着应力水平的提高而增加,且锈蚀越严重,其增长速度越快.     

汽车喇叭支架振动疲劳分析

某车型喇叭支架系统在振动试验中发生疲劳断裂失效。针对试验结果分析,对现有的喇叭支架进行了模态和动应力、振动加速度计算分析,确定了仿真分析的边界条件、共振阻尼参数以及共振疲劳分析的方法,提出了结构改进方案,并且该方案通过了试验验证。结果表明,应用有限元仿真和试验相结合的方法可以有效地预测零件系统是否满足振动疲劳的性能要求。     

装载机驱动桥壳的载荷谱与疲劳寿命分析

为对装载机驱动桥壳进行疲劳寿命分析,建立了一套动态测试系统,对一台ZL50装载机的驱动桥进行动力学测试,得到其典型工况下的应变与应力的时间历程,编制成典型载荷谱,并计算了该桥壳的疲劳寿命.计算结果表明:该桥壳具有较好的疲劳寿命;但疲劳寿命分析的关键区域与最大静应力区域并不一致.     

锈蚀钢丝疲劳断口分析与寿命预测

为了研究桥梁锈蚀高强度钢丝的疲劳性能以及疲劳断裂机理,并为基于断裂力学理论的锈蚀高强度钢丝疲劳寿命评价提供试验依据,以服役10余年的漂浮结构体系的拱桥吊杆退役钢丝及人工加速腐蚀钢丝为试验样本,对这2类钢丝进行了不同应力幅下的疲劳试验;利用扫描电镜分析了锈蚀钢丝的疲劳断口形貌特征以及疲劳断裂失效过程,对比分析了2类锈蚀钢丝疲劳源的蚀坑尺寸;考察了2类锈蚀钢丝初始裂纹应力强度因子及剩余断裂韧性,并与既有的钢丝疲劳阈值和断裂韧性指标进行了比较;采用三参数公式对锈蚀钢丝应力-寿命(S-N)曲线进行了拟合,对比了不同锈蚀程度钢丝S-N曲线的差异;针对锈蚀钢丝高应力幅的疲劳寿命特征,运用线弹性断裂力学方法对其进行了分析。结果表明:随着腐蚀程度的增加,钢丝的疲劳性能下降;表面蚀坑分布较密时,容易诱发多源裂纹并表现出不规则的裂纹扩展规律;萌生主裂纹的蚀坑阈值条件主要由疲劳裂纹扩展阈值ΔK_(th)控制;锈蚀钢丝S-N曲线在低应力范围下出现拐点,符合三参数公式的拟合规律;锈蚀钢丝的裂纹扩展寿命所占比例较大,基于一定初始裂纹尺寸假设得到的疲劳裂纹扩展寿命SN曲线能较好地反映锈蚀钢丝中等寿命区的平均疲劳行为。     

基于耐久性虚拟试验的车身结构疲劳分析

首先建立某款商务车刚柔耦合多体动力学模型,并对其悬架系统进行分析和验证,然后构建耐久性虚拟路面作为激励对整车模型进行虚拟试验,以获取车身边界动态载荷,最后利用静态叠加法算得车身结构的应力响应,并采用基于寿命的安全因子法对车身结构进行疲劳寿命预测,重点对路试开裂的后摆臂支座进行疲劳分析和结构优化。结果表明,基于寿命的安全因子分析法能更直观地分析结构的疲劳损伤状态。     

基于名义应力法的疲劳卡片构建方法研究

基于有限元的疲劳寿命预测可应用于各行业,疲劳寿命预测精度的提高,离不开有效的材料疲劳卡片,疲劳卡片反映了载荷水平与疲劳寿命的关系。通过设计合理的材料试样的疲劳试验,结合试验与有限元计算,计算不同损伤参量创建应用于疲劳寿命分析的材料疲劳卡片,同时对疲劳卡片的仿真精度进行了验证。结果表明,基于名义应力法构建的疲劳卡片具备较高的预测精度,结合材料试验数据与仿真结果构建的多应力比S-N疲劳卡片,可用于其他适用于应力疲劳分析的零部件疲劳寿命分析,为提高零部件疲劳寿命预测精度提供新的技术途径,为零件的前期结构设计提供参考,可在不同领域进行推广并开展进一步分析研究。     

沥青混合料疲劳寿命及其影响因素研究

通过对AC-13沥青混合料进行直接拉伸疲劳试验,改变加载的应力比、试验温度以及间歇时间对沥青混合料疲劳寿命的影响进行分析。结果表明:在相同条件下,沥青混合料有间歇时间的疲劳寿命明显长于无间歇时间的疲劳寿命,而且沥青混合料随应力比和温度的提高,疲劳寿命减小。     

电驱动总成差速器壳体疲劳可靠性分析

对电驱动总成的差速器壳体进行疲劳可靠性分析，采用ANSYS有限元仿真软件建立差速器壳体仿真模型，计算得到其应力水平及变化规律，基于Goodman平均应力修正法及Miner线性累积损伤理论预估差速器壳体各关键部位的疲劳寿命；同时搭建疲劳耐久试验台架，对差速器壳体的疲劳可靠性进行试验验证，发现经过一定试验循环后差速器壳体轴颈部位发生断裂，与仿真预测的失效部位一致。     

重复荷载作用下加筋挡土墙的疲劳寿命分析

疲劳分析是要确定加筋土挡土结构的疲劳寿命,通过输入不同幅值和频率的正弦波激励,探讨了重复荷载作用下模型挡墙的动力特性与疲劳寿命规律。试验结果分析表明,三种加筋结构的疲劳寿命与其应力幅值均成线性关系,格宾加筋挡土墙的对数疲劳寿命随应力幅的变化的敏感程度比土工格栅加筋挡土墙的要低。试验分析结果有助于揭示挡墙在重复荷载作用下的失稳机制,为加筋挡土墙工程设计提供有益的参考。     

基于模态应力恢复的汽车零部件虚拟疲劳试验方法

基于有限元模态分析、柔性多体动力学求解和疲劳寿命预测的相关理论,通过模态应力恢复得到了汽车零部件疲劳载荷历程,并将其应用于虚拟疲劳试验,解决了汽车设计过程中无法快速、准确预知零部件疲劳寿命的难题。该试验方法应用于某车双横臂独立前悬中的下横臂,在较短的时间内获得了该零件的预测疲劳寿命、寿命安全系数及危险部位等信息。结果表明该虚拟疲劳试验方法可作为汽车设计过程中的有效试验手段。     

随机振动条件下的橡胶衬套疲劳寿命预测

本文通过试验与有限元仿真相结合的方法,以等效最大主应变作为疲劳损伤参量建立了橡胶材料的疲劳寿命预测模型,采用Van Der Waals本构方程模拟橡胶材料的力学性能,在准确拟合橡胶衬套刚度特性的基础上,对其在实际道路随机振动条件下的寿命进行了预测。试验结果表明,该方法能够准确地预测出橡胶衬套在多轴载荷作用下的疲劳寿命。     

重复荷载作用下加筋挡土墙的疲劳寿命分析

疲劳分析是要确定加筋土挡土结构的疲劳寿命,通过输入不同幅值和频率的正弦波激励,探讨了重复荷载作用下模型挡墙的动力特性与疲劳寿命规律.试验结果分析表明,三种加筋结构的疲劳寿命与其应力幅值均成线性关系,格宾加筋挡土墙的对数疲劳寿命随应力幅的变化的敏感程度比土工格栅加筋挡土墙的要低.试验分析结果有助于揭示挡墙在重复荷载作用下的失稳机制,为加筋挡土墙工程设计提供有益的参考.