扭力梁悬架一体化疲劳寿命方法研究

针对某车型扭力梁后悬架出现疲劳断裂的问题,提出了试验方法与计算机辅助工程（ CAE）方法相结合的一体化疲劳分析方法,即利用汽车试验场耐久性试验、MSC PATRAN、MSC NASTRAN、MSC ADAMS分析软件和人工神经网络算法,有效解决疲劳寿命分析中的三个关键问题：快速准确的有限元模型的建立、疲劳应变的计算、疲劳寿命预测。以扭力梁后悬架疲劳寿命分析为例,对比试验测试结果与仿真分析结果表明该一体化疲劳寿命分析方法能在汽车设计开发阶段准确预测汽车零件疲劳寿命。     

改款车前保险杠支架断裂问题的研究

通过对失效件进行断口、材料、焊接质量、固有频率、疲劳强度等分析,得出某改款车前保险杠支架断裂问题,是由前保险杠总成质量增加导致前保险杠支架的结构强度不足而造成的。为提高前保险杠支架的强度,利用更改结构、增加厚度、更换材料等措施组合成多种加强方案,并采用有限元分析方法从中选出了最优方案,使其所受应力有所降低,疲劳寿命大幅提高。整车道路可靠性试验结果表明,改进方案可以有效解决该改款车的前保险杠支架断裂问题。     

板焊前轴疲劳强度寿命分析

文章采用汽车结构疲劳与可靠性设计的理论和方法,并使用焊缝疲劳强度分析方法,运用疲劳分析软件FE-SAFE对板焊前轴进行等幅载荷作用下的综合仿真疲劳寿命分析,并与试验数据进行对比分析,得出该仿真分析能很好的预测断裂位置,仿真分析与试验数据接近,从而验证了该仿真寿命分析的准确性,为板焊前轴设计提供依据。     

曲轴疲劳试验机激振推杆的研究与改进

公司曲轴弯曲疲劳试验机的激振推杆,在试验过程中经常出现断裂故障,文章通过有限元分析方法获得激振推杆产生断裂的原因,对激振推杆的结构进行优化设计,提出两种优化方案,并对两种优化结构进行寿命分析,结合物理试验,验证分析结果的正确性,获得最优的激振推杆结构形式。     

动力电池包箱体振动疲劳分析及优化

文章通过对某车型动力电池包箱体在振动试验中出现的疲劳断裂问题进行分析论证,建立了一种新的基于PSD试验谱下的振动疲劳仿真分析方法。结果表明:该方法下的仿真疲劳损伤位置与试验断裂位置一致。经过对其进行方案优化后,该箱体结构满足振动疲劳性能并顺利通过振动试验。这种基于PSD谱振动疲劳仿真分析方法具有较强的工程实用性,为工程振动问题提供了风险预测、问题解决,缩短开发周期。     

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。     

基于断裂力学的老龄钢桥剩余寿命与使用安全评估

提出了基于断裂力学评估老龄铆接钢桥剩余寿命与使用安全的基本方法。根据铆接构件的疲劳破坏特征,建立了铆接钢桥简化断裂分析模型。鉴于简化断裂分析模型的不足,建立了铆接构件断裂分析模型,该模型可合理计入铆接构造、钉载等对疲劳裂纹扩展的影响。运用板壳断裂力学有限元程序,经计算回归得到了铆接构件断裂分析模型的几何修正因子公式。按铆接构件简化断裂力学模型和构件断裂力学模型,计算了浙江路桥主要杆件的剩余寿命,结果表明:按后者计算的剩余寿命均比前者降低约35%,可见钉载、钉孔应力集中等的影响是显著的。为保证正常使用功能,简化断裂分析模型和构件断裂分析模型的超声波探测间隔分别为4、2 a;若按保证主桁结构承载安全,则探测间隔已超过100 a,这样的探测间隔在一般情况下已无须考虑。     

汽车排气系统局部疲劳耐久性试验仿真分析

针对汽车排气系统局部结构的疲劳耐久性试验周期长的问题,提出了基于MSC.Fatigue的CAE仿真分析方法.建立了基于有限元法的某汽车排气系统计算模型,并模拟了该排气系统局部结构疲劳耐久性试验状态,获得3种方案相应工况下应力计算结果,进而利用MSC.Fatigue对应力计算结果进行疲劳寿命分析.结果表明,按方案1设计的...     

铆接钢桥的系统疲劳可靠度评估

针对铆接钢桥的疲劳失效特点,在建立铆接钢桥构件整体断裂力学数值分析模型的基础上,提出铆接钢桥构件、结构系统疲劳断裂可靠性分析模型。基于Monte Carlo算法,编制用于铆接钢桥系统疲劳可靠性分析的大型程序。将铆接钢桥系统疲劳可靠性分析模型应用于浙江路桥的系统疲劳可靠度评估,概率剩余寿命评估结果表明：若按保证桥梁的正常使用功能,超声波探测间隔为1.5年,该值要比按构件简化断裂力学分析模型计算的系统探测间隔（4年）短,可见铆接构造、钉载等对概率疲劳寿命的影响是显著的。     

波形钢腹板组合箱梁疲劳性能试验与理论分析

为了给波形钢腹板组合箱梁的疲劳设计和施工提供参考,制作了试验模型梁,并对其进行疲劳荷载试验,得到了这种结构的典型疲劳破坏特征。结合有限元分析,利用已有的研究资料,比较了波形钢腹板组合箱梁与波形钢腹板钢梁应力状态的相似性。采用断裂力学分析方法,对比有限元分析和模型梁试验结果,研究了波形钢腹板组合箱梁疲劳寿命的计算模式,进而推导出这种结构的S-N曲线。研究结果表明:对于波形钢腹板组合箱梁的疲劳设计,在有限疲劳寿命设计与计算中建议偏安全地采用美国规范AASHTO 2007提供的设计参考中的C类标准。     

自冲铆接工艺过程的有限元数值模拟

采用塑性有限元方法建立了自冲铆接有限元模型,对自冲铆接过程进行了数值模拟分析。探讨了铆接过程中半空心铆钉和板料的变形特点,以及凹模凸台高度对铆接效果的影响程度。模拟、试验结果表明,自冲铆接过程分为压紧、铆钉穿透板料、铆钉尾部张开和成型(墩锻)4个阶段;塑性变形主要集中在铆钉尾部与板料及模具与板料的接触部位;当凹模凸台较高时,自冲铆接的自锁性能和效果较好;模拟结果和试验结果吻合较好。     

铝板自冲铆接接头性能影响因素与失效模式研究

以铝板自冲铆接接头为研究对象,全面考虑板材厚度、铆接顺序、铆钉长度、铆钉直径和烘烤硬化影响因素,设计正交试验,并获得拉剪工况下的失效载荷和失效模式。首先分析比对锁切量与失效载荷,发现锁切量对铆点的失效载荷起到决定性作用,锁切量越大,失效载荷越大,随后以此为基础,全面解释了各影响因素对铆钉性能的影响,包括：锁切量一定时,失效载荷并不会随着下板厚度增加或铆钉长度的增加而变大;薄板与厚板铆接可以获得更大的失效载荷;可选择较大直径的铆钉,以获得更大的失效载荷;烘烤硬化对铆点的失效载荷无影响等,最后分析实际获得的多种接头失效模式,发现当2种存在明显厚度差别的铝板铆接接头拉剪失效时,失效均发生于薄板一侧,薄板与厚板间的强度和厚度差异对失效模式起了决定性作用,本研究对于铝覆盖件铆点设计、碰撞CAE仿真和实车碰撞后的铆点失效模式的预测具有较高的实用性。     

基于断裂力学的铆接钢桥疲劳寿命研究

在役钢桥的疲劳问题日益突出,传统疲劳分析方法的准确性依赖于桥梁受载历史,交通量不断变化使得受载历史不易获取,而断裂力学分析方法则可以避开这一难题。基于断裂力学原理,研究铆接钢桥的疲劳寿命,并将断裂力学分析方法应用于重庆某铆接钢桥疲劳寿命的计算。     

轻型车钢板弹簧断裂原因分析与改进

针对轻型车钢板弹簧在台架疲劳试验中早期断裂的问题,通过对钢板弹簧断裂样品进行受力结构、断口及理化检验等分析,确定淬火开裂是导致钢板弹簧发生断裂的直接原因。通过对钢板弹簧的热处理工艺提出改进措施,使钢板弹簧热处理后的硬度、显微组织和晶粒度满足技术要求,提高了钢板弹簧的疲劳寿命。     

基于实测路谱的动力总成壳体疲劳寿命预测

文章介绍了基于实测试验场道路载荷谱进行动力总成壳体疲劳寿命预测的方法,通过三向加速度传感器实测可靠性试验路面上动力总成壳体悬置点位置载荷谱数据,应用n Code Designlife进行有限元分析软件,考虑对材料的S-N曲线进行修正,进行动力总成壳体模型疲劳寿命仿真预测。根据预测的结果,得出动力总成壳体方案满足疲劳寿命仿真要求的结论。并且得到的疲劳寿命云图,可以发现疲劳寿命薄弱位置,为结构设计和优化提供了一定的参考依据。该方案通过了整车可靠性试验,验证了有限元分析的正确性。     

空心稳定杆设计及失效分析

阐述了空心稳定杆在整车中如何进行布置,提出一种基于CATIA的有限元分析方法,对空心稳定杆的扭转刚度及其应力分布进行了分析,准确定位空心稳定杆危险截面。对空心稳定杆进行台架试验,并对台架试验中出现的断裂失效件进行了断口表征、硬度、表面脱碳及金相组织分析,确认其断裂失效的根本原因,提出了改进方案,最终改进件通过了台架试验。     

用于车身连接的自冲铆接过程的试验研究

自冲铆接是汽车结构中一项板料连接的新型技术。钢板和铝板具有不同的熔点而不易焊接，使得自冲铆接技术有望代替使用在钢材连接上的一般的电焊方法。本文利用分步试验的方法探讨了半空心铆钉自冲铆接工艺的可行性。使用Matlab软件处理试验数据，绘制出位移一载荷曲线。运用对比试验结果和曲线的方法，探讨了铆钉长度和表面硬度，模具凸台高度和直径．板料厚度等主要工艺参数对自冲铆接过程的影响，得到一般性结论。     

某汽油机离合器铆钉断裂失效原因分析

通过对断裂铆钉及相关零件的检验、铆钉断口分析、铆钉受力设计计算以及铆钉处的零件结构分析,判定了铆钉断裂失效发生的主要原因,并提出了相应的改进措施,为今后此类问题的预防提供了可靠的理论依据。     

基于有限元模拟的自冲铆接工艺参数优化

对2 mm+2 mm搭接的5052 H32铝合金板自冲铆接工艺进行数值模拟，采用L9（34）正交表选取铆钉长度、铆钉直径及模具凹下面积3 个因素的3 个水平，以接头剪切强度最大为目标，首先模拟铆接接头形成的下压过程，并将模拟获得的接头形貌与试验结果对比一致后，再模拟三维剪切拉伸过程获得接头的剪切力学性能，通过方差分析得出最佳工艺参数为铆钉长度6.5 mm，铆钉直径5.14 mm，模具凹部面积5.12 mm²。同时，将各尺寸因素对接头横截面形貌、下压过程及剪切拉伸过程的力- 位移曲线、接头的等效应力和塑性应变的影响进行分析。对自冲铆接工艺过程建立了完善的有限元模型，该模拟方法可作为自冲铆接工艺设计及其工艺参数优化的依据。     

考虑机械约束的气缸盖低周疲劳试验与寿命预测

以某柴油机气缸盖为研究对象，开展了气缸盖低周疲劳试验方法研究和仿真分析评估工作，用以评价气缸盖的低周疲劳寿命。在试验研究中，考虑螺栓预紧载荷，结合刚度匹配计算，使气缸盖在试验状态下的预紧状况与整机接近，在燃气热负荷试验台上对气缸盖开展了2 000次低周疲劳考核，经探伤未发现热裂纹。基于子模型分析技术，运用塑性应变能理论，计算了气缸盖火力面考察点的低周疲劳寿命，分析表明，寿命最低的考察点位于排气鼻梁区，其寿命为2 863次。试验和仿真结果均表明，该气缸盖满足低周疲劳寿命大于等于2 000次的设计要求，验证了气缸盖低周疲劳试验方法的合理性和有限元分析的准确性。