基于整车动力学仿真的后桥壳疲劳寿命分析与改进

针对某越野车在改型过程中后桥壳在台架疲劳试验时出现局部开裂的情况,应用ADAMS/Car建立了整车动力学模型,进行动力学仿真,得出危险工况冲击载荷下桥壳的受力情况.采用ANSYS Workbench对桥壳进行了疲劳寿命计算,结果与试验吻合.分析其存在的不足,并提出了改进方案.对改进后的桥壳再次进行疲劳计算,满足设计要求,试制后进行台架试验,寿命达到国家标准要求.     

基于实测载荷谱的整车疲劳开发与试验对比研究

采集某试验车的试验场道路载荷谱,建立其多体动力学(Multi-body Dynamics,MBD)模型,提取底盘件及其与车身连接点的载荷。通过有限元疲劳仿真分析,预测整车的寿命。在试制样车完成后,分别开展试验场道路试验和整车四通道台架试验,将仿真分析结果与试验场试验和台架试验的结果进行对比。结果表明,仿真分析的失效位置与两种试验的失效结果一致。有限元疲劳仿真分析和台架试验可用于产品设计阶段,具有缩短开发周期和节约开发成本的优势。     

基于虚拟迭代技术的中型货车驾驶室载荷谱的求取

某货车驾驶室疲劳载荷激励输入位置位于驾驶室与悬置连接处,在进行整车强化道路耐久试验时无法安装设备直接采集。为获取较为准确的驾驶室疲劳寿命分析载荷谱,对强化耐久路面下整车加速度响应信号进行虚拟迭代。虚拟迭代时需调用整车多体动力学模型,为提高整车模型精度,基于Craig-Bampton综合模态理论生成柔性体车架,建立刚柔耦合的整车多体动力学模型。将Femfat-lab与ADAMS/Car进行联合仿真计算,以白噪声为初始输入,求解刚柔耦合整车多体动力学模型的非线性传递函数,基于循环迭代原理,进行各种典型强化路况下驾驶室悬置附近加速度响应信号的虚拟迭代。利用时域信号对比法及损伤阈值法作为迭代收敛判据,获得满足精度需求的位移驱动信号。将位移驱动信号导入到ADAMS/Car中,对整车多体动力学模型进行驱动仿真,提取驾驶室疲劳分析所需激励载荷谱,将虚拟迭代求得的载荷谱用于疲劳寿命分析所得结果与驾驶室疲劳强化台架试验结果进行对比。研究结果表明：出现疲劳破坏的部位相同度达75%,疲劳寿命误差在20%左右,表明虚拟迭代过程中基于柔性体车架建立的刚柔耦合多体动力学模型的仿真计算,可获得较高精度的迭代结果;以位移谱驱动整车多体动力学模型进行仿真能够有效避免六分力直接驱动时模型翻转等不稳定现象,并且整车模型仿真加速度响应结果与实测相应位置加速度响应吻合度较高;相比于传统的疲劳分析载荷获取方法,虚拟迭代技术可以在较低试验成本的情况下获取较高精度的载荷谱,并能够提取由于连接位置导致的无法直接进行载荷测量部位的疲劳分析载荷。     

基于FEMFAT的某牵引车车架台架疲劳分析

本文针对某牵引车车架在台架试验中出现的纵梁局部孔位处开裂的问题进行分析,结合台架试验以及仿真分析结果,提出优化方案。首先根据有限元理论以及台架试验的边界条件建立了车架台架的有限元模型,并且对台架试验运行过程进行静强度分析,经过电测对标确认了模型的精度。然后根据疲劳分析理论、材料的疲劳试验结果,在FEMFAT软件中建立相应的材料参数以及载荷谱,进行疲劳仿真分析,对台架试验出现的开裂情况进行了复现。针对开裂故障提出工艺优化办法,在后续台架试验中进行验证。     

汽车钢板弹簧台架试验与疲劳分析

基于损伤等效原则,用台架试验方法分析和预测钢板弹簧在试验场的疲劳寿命。首先通过台架试验建立钢板弹簧的应力寿命S-N曲线,在试验场载荷谱数据采集的基础上,分析钢板弹簧台架试验次数与整车试验里程之间的当量关系,预测钢板弹簧是否满足整车使用条件,并在试验场进行整车道路试验验证。试验结果表明采用零部件S-N曲线和载荷谱结合方法,能够通过台架试验较准确预测钢板弹簧在试验场的使用寿命。     

钢板弹簧疲劳开裂问题分析与优化

某轻卡在四立柱振动台架上进行整车道路耐久模拟试验,在试验过程中出现后悬架副板簧疲劳开裂的问题,通过CAE方法对板簧总成进行非线性仿真分析,针对板簧薄弱区域进行优化改进.然后基于板簧总成等幅疲劳损伤与变幅疲劳损伤当量关系,对板簧疲劳仿真模型采用等幅循环加载,计算优化后的板簧总成与原板簧总成相对疲劳寿命比值,确保优化后的板...     

基于道路载荷谱的车身疲劳寿命改进研究

叙述了基于实测道路载荷谱将CAE疲劳寿命预测技术与整车道路模拟试验相结合的方法对某车型车身进行疲劳失效再现和改进设计的过程,改进后的车身分别通过了整车台架试验和试车场道路耐久试验,解决了开发过程中的实际问题。虚拟分析识别出的失效位置与物理试验失效结果一致,可以利用其部分替代物理试验来进行车身的改进设计。实践证明CAE疲劳寿命预测技术与整车道路模拟试验相结合的方法能够有效减少车身开发中的试验数量、缩短开发周期。     

发动机水泵叶轮疲劳开裂力学模型分析

某汽车发动机在整车高速试验和台架可靠性耐久试验中,有几台次相继出现了水泵叶轮疲劳开裂的问题,同时伴有叶轮和壳体气蚀现象。经过对两种失效现象及其分布特征进行综合分析,认为在特定工况下水泵内压水流紊乱导致了叶片特定部位和局部壳体水流过速并产生气蚀,同时衍生了叶轮的不合理弯曲疲劳载荷,导致叶轮疲劳开裂。     

与典型用户数据相关的乘用车传动系台架可靠性试验载荷谱制定研究

为制定某乘用车传动系总成台架可靠性试验的输入载荷谱,在用户实际使用的典型工况下,利用非接触式转矩遥测仪测量试验目标车辆左右半轴转矩、转速和发动机转速、车速等与传动系相关的数据。应用TecWare软件的Process Builder模块建立挡位分割批处理模型,将用户数据处理成目标旋转雨流计数循环矩阵,同时剔除对疲劳寿命影响较小的小幅值循环载荷。结合实际用户调查获得的路面比例与车辆载重数据,根据疲劳累积损伤的威布尔分布方程和传动系损伤计算模型,计算累积失效概率为90%的用户总累积损伤并对其概率分布函数进行K-S(Kolmogorov-Smirnov)检验。考虑台架试验输入的载荷谱格式,基于疲劳损伤等效原理将用户数据压缩成台架可靠性试验可识别的块状载荷谱,实现传动系总成台架试验与用户使用寿命的统一。以传动系台架试验代替整车道路试验,有效降低试验成本、缩短试验周期。     

基于载荷谱的驱动桥桥壳CAE分析

本文通过介绍基于载荷谱的驱动桥桥壳CAE分析。驱动桥桥壳为整车承载的关键部件,失效后整车丧失行驶功能,并可能带来交通事故,因此桥壳在设计开发初期进行设计校核、台架试验及整车耐久路试。为减少初期设计风险,避免设计开发过程中迭代改进次数,缩短开发周期,桥壳前期CAE分析准确性至关重要。目前桥壳CAE分析基本采用QC/T533标准的垂直弯曲疲劳台架工况分析,不能分析桥壳纵向、横向强度、刚度及疲劳寿命,也不能分析桥壳附件如减震器支架等强度、刚度及疲劳寿命。基于载荷谱的桥壳CAE分析通过导入整车路试载荷谱,在桥壳受力位置施加作用力,分析桥壳所有位置强度、刚度及疲劳寿命是否满足设计要求。     

基于试验场道路谱的双离合变速器载荷谱研究

通过变速器道路载荷谱采集系统,实车采集了试验场整车耐久试验载荷谱,根据齿轮材料的S-N曲线和疲劳累积Miners理论,得到对变速器各个档位的考核强度。根据整车载荷谱的强度,以及可靠性理论,设计了双离合变速器的台架加载试验方法。     

应变反求载荷方法在底盘件疲劳分析中的应用

对于部分底盘零部件,由于其特殊性,在目前产品开发过程中常用的载荷谱提取方法无法准确得到载荷谱。介绍了应变反求载荷识别方法,通过搭建的试验台架测量各位置应变片信号,反求出该部件的刚度矩阵。并将台架试验部件安装于整车进行道路应变信号测试,利用刚度矩阵计算出各个路况的载荷谱。进而对部件进行强度及疲劳耐久性分析,在产品设计过程中起到了很好的效益。     

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。     

基于道路试验的手动变速器载荷谱研究及验证

变速器是汽车的重要零部件之一,对汽车的动力性、经济性以及可靠性有着重要的影响,因此变速器的耐久可靠性显得尤为重要。以某手动机械变速器为研究对象,利用道路试验数据采集系统,采集了整车可靠性试验载荷谱,将道路试验载荷谱转化为实际台架试验加载载荷谱,通过仿真分析和变速器台架耐久试验,验证了变速器载荷谱的有效性。     

汽车弹性部件道路模拟加速试验方法的研究

以某新型后悬架上控制臂橡胶衬套的疲劳耐久试验为研究对象,对室内道路载荷谱试验进行研究,提出一种加速试验方法.针对衬套的受力情况和载荷谱的特点研究加速试验方法,应用损伤理论压缩道路载荷试验谱,通过约束系统解耦,建立试验台架,进行加速试验,最后由刚度试验的结果验证疲劳损伤程度.结果表明,新的加速试验方法与传统的台架试验相比,不但具有同样的效果而且缩短试验时间,降低开发、试验成本.     

基于载荷谱的轿车后车身耐久性能分析

本文以中心开发的乘用车后车身的疲劳耐久特性作为研究对象,截取整车后半部分白车身建立有限元模型,以实测车轮六分力载荷谱经多体动力学仿真分析输出的后悬架安装点激励作为疲劳计算的载荷输入。在此基础上,通过疲劳仿真分析软件FEMFAT分别对开发车与竞品车后车身疲劳寿命进行了对比分析,并将仿真分析结果与试验结果进行了对标,为该乘用车车身的设计开发及改进提供重要依据。     

基于复杂边界的牵引车车架疲劳研究

为提高车架疲劳寿命计算精度和在设计阶段对车架寿命进行准确预测，须考虑主结构外连点处动载荷对车架疲劳的影响及耦合作用，故本文中提出基于复杂边界的车架疲劳研究方法。通过试验场整车载荷谱采集，得到其全循环损伤值，基于损伤等效原理获得多种路面组合损伤值，与全循环损伤值等效精度为99.5%。构建主结构外连点的有限元车架模型，输出复杂边界的单位应力场；基于载荷谱、台架数据建立含有鞍座、拖车系统的高精度整车动力学模型，获取外连点处动载荷；由疲劳损伤理论计算车架疲劳，疲劳分析结果由试验场路试验证，结果表明基于复杂边界的车架模型仿真精度高，结合局部优化、模型重构使车架寿命满足要求。     

载货汽车驾驶室疲劳仿真方法研究

由于载货汽车使用工况比较复杂,针对其驾驶室的静态分析方法已不能满足疲劳耐久性能要求,因此将基于真实路面谱的疲劳仿真方法引入驾驶室设计分析过程中。结合某载货汽车驾驶室局部疲劳开裂案例,对路谱采集、信号处理、橡胶衬套特性分析、多体仿真、虚拟载荷迭代和疲劳寿命分析等各关键技术点进行了介绍。通过疲劳仿真与结构优化改进,使该载货汽车驾驶室局部开裂问题得到解决。     

复现试验场工况的转向拉杆室内加速疲劳试验

针对传统的转向拉杆台架疲劳试验,或者根据设计载荷来制定试验方案,或者对实测载荷根据设置经验门限值进行试探性的编辑,即对载荷历程进行线性强化或小幅值删除,如此来实现加速疲劳试验,显然获得的结果可信度较差。通过对采集到的真实载荷谱进行基于疲劳损伤的编辑浓缩,对小幅值循环的载荷进行可控过滤,达到了定量加速零部件疲劳试验的目的,获得更为可信和可靠的加速试验结果。     

某多连杆后副车架疲劳强度研究

文章以某多连杆车型后副车架为例,对台架疲劳试验过程中的失效情况进行仿真分析。通过仿真分析找出影响该零件疲劳寿命的关键因素并给出优化指导方向。通过优化焊缝的长度和角度及焊缝的交叉点位置等,完全可以使零件满足最新的台架试验要求,且可以满足更高的载荷要求。经过对改进样件的试验验证,结果显示改进后的副车架疲劳寿命显著提高。