钢制车轮弯曲试验多轴疲劳寿命预测研究

根据GB/T5909-1995试验要求,建立了疲劳试验的静态有限元模型,以有限元分析应力值为基本参数,采用多轴sines名义应力法和多轴临界面的局部应力应变法,结合Brown Miller、Socie和尚德广损伤模型对车轮疲劳寿命进行计算,进而利用疲劳分析软件FE-SAFE预测其疲劳寿命,验证了该车轮满足国标规定的最低...     

T-car后桥台架疲劳试验研究

采用台架疲劳试验模拟了T-car后桥在道路试验中的受力状态。通过对T-car后桥进行的总成扭转试验、总成单侧侧向力试验和总成单侧纵向力试验,测得了各测点在疲劳循环中的应变幅、主应变幅度,并采用Coffin-M anson公式估算了寿命。试验表明,台架疲劳试验能反映路试时的疲劳损伤,根据T-car后桥用钢的应变疲劳性能估算得到的疲劳寿命与实际路试结果相符。     

轻型载货汽车半轴疲劳寿命预测

采用多工况对半轴随机动载荷的测定，能更好符合实际使用情况。本文以轻型载货汽车半轴为研究对象，阐述半轴载荷谱的测取，试验载荷谱的编制，并应用线性累积损伤理论建立了数学模型，对半轴疲劳寿命进行了预测。     

半挂车车架多轴疲劳寿命研究

根据半挂车车架结构特点,建立了半挂车车架的有限元模型及多体动力学模型,对车架进行了静力学分析和以H级路面的路面载荷作为边界条件的动力学分析,得到了车架静态应力分布和载荷谱。并以此数据为依据,采用Wang-Brown多轴疲劳损伤模型预测了半挂车车架的多轴疲劳寿命,针对其疲劳薄弱部分提出了结构和工艺优化方案。优化后的车架满足使用寿命要求,且比原设计减重20%。     

疲劳寿命曲线特性研究及在汽车部件疲劳试验优化中的应用

研究了疲劳寿命的P-S-N曲线三参数幂函数方程中待定参数的确定方法，并结合汽车主要承载部件——前轴的疲劳试验数据，深入分析了三参数幂函数方程的计算精度特性。利用此特性优化试验，可以在保证数据精度的前提下缩短试验时间、降低成本，获得显著的经济效益。     

明珠湾大桥主桥正交异性钢桥面板疲劳性能及寿命评估

为保证广州明珠湾大桥主桥疲劳性能及寿命满足要求，根据该桥正交异性钢桥面板设计尺寸和构造，采用与施工现场相同焊接条件，制作8个足尺单U肋模型并进行疲劳试验，确定桥面板的疲劳破坏关注点及其疲劳寿命曲线；建立桥面板有限元模型，分析实际车辆荷载作用下桥面板的疲劳力学性能，并根据名义应力法确定该桥钢桥面板的疲劳寿命。结果表明：桥面板U肋与顶板焊接位置、U肋与横隔板围焊位置为疲劳易损部位，循环次数为5×10⁶次时，两处常幅疲劳极限分别为42.04 MPa和60.30 MPa;桥面板U肋与顶板焊接位置最大应力幅为14.02 MPa,小于常幅疲劳极限，可不考虑疲劳寿命；U肋与横隔板围焊位置最大应力幅为64.73 MPa,大于常幅疲劳极限，桥面板疲劳寿命为158年，满足大桥设计基准期100年的要求。     

沥青路面预防性养护时机研究

通过沥青混合料的MTS中点小梁疲劳弯曲试验获得了疲劳寿命方程,分析了裂缝长度与N／Nf的相关关系;结合实际道路情况确定出沥青路面标准轴载作用下的疲劳寿命,并对疲劳破坏进行了定量的预测;针对疲劳破坏对沥青路面性能的影响规律,对沥青路面预防性养护时机进行了研究,提出了基于裂缝长度的沥青路面预防性养护最佳时机的确定方法。     

汽车前后轴台架疲劳试验与海南汽车试验场的疲劳寿命当量关系

以某轻型汽车后桥壳为例，运用工程疲劳寿命估算与道路模型疲劳试验相结合的方法，给出了该后桥壳基于海南汽车试验场可靠性试验的道路行驶载荷条件下所得到的疲劳寿命概率分布。     

铁路钢板梁桥疲劳及剩余寿命分析

在列车荷载作用下,铁路钢板梁桥的腹板间隙处因面外变形容易产生疲劳裂纹,影响桥梁使用安全与剩余疲劳寿命。对某铁路钢板梁桥采用ANSYS进行全桥仿真模拟,通过计算模型计算出关键部位在列车荷载下的应力历程,并与实测结果进行对比分析;并利用S~N曲线、线性累积损伤理论对各个测点的疲劳寿命进行评估。计算和分析结果表明,腹板间隙处在较低应力幅状态下仍会出现疲劳裂纹。因此,建议缩短桥梁的检测年限,并且认为设置止裂孔的维修方法不能有效地阻止面外变形疲劳裂纹的继续扩展;大部分测点的疲劳寿命趋于无限寿命,有个别测点的剩余疲劳寿命只有50年。     

基于沥青路面结构层疲劳寿命的路面结构层模量组合研究

考虑路面各结构层不同的模量组合,建立不同路面结构的有限元模型,分析基层模量和底基层模量对于沥青面层层底拉应力和底基层层底拉应力的影响规律,并通过沥青路面抗疲劳开裂的经验公式,预测不同路面结构组合的沥青路面疲劳寿命,分别对沥青面层和基层合理的模量组合,以及底基层和路基模量匹配进行研究.结果表明:当面层与基层模量比值(E面层/E基层)小于1.8时,沥青面层疲劳寿命随E面层/E基层的增加迅速降低,E面层/E基层大于1.8时,面层疲劳寿命随E面层/E基层的增加缓慢降低,疲劳寿命预测值降为2.3万～160万轴次;底基层模量和路基模量比值(E底基/E路基)较低时,底基层疲劳寿命随E底基/E路基的增加迅速降低,E底基/E路基大于20∶1时,底基层疲劳寿命缓慢降低,疲劳寿命的预测值已经降低到200万标准轴载作用次数以下;通过考虑E面层/E基层和E底基/E路基的路面疲劳寿命等值线图,可以确定路面设计疲劳寿命对应的E面层/E基层和E底层基基/E路基的合理取值.     

Durability prediction for automobile aluminum front subframe using nonlinear models in virtual test simulations

This research work presents fatigue life evaluation techniques for an automotive vehicle aluminum front subframe using virtual test simulation technology with nonlinear suspension components model. The technology was used for improving the accuracy of the polynomial model used in conventional analysis. The proposed nonlinear suspension components models were developed using direct approach. The effects of the nonlinear elements on the prediction of the fatigue life were also analyzed. Actual aluminum front subframe was tested using half-car road test simulator to verify the accuracy of the models. It was found that the proposed nonlinear models yield more accurate results than conventional polynomial models. The proposed virtual test simulation technology with nonlinear suspension components model can be used to predict fatigue life for vehicle chassis structures more accurately.     

Fatigue life reliability prediction of a stub axle using Monte Carlo simulation

A stub axle is a part of a vehicle constant-velocity system that transfers engine power from the transaxle to the wheels. The stub axle is subjected to fatigue failures due to cyclic loads arising from various driving conditions. The aim of this paper was to introduce a probabilistic framework for fatigue life reliability analysis that addresses uncertainties that appear in the mechanical properties. Service loads in terms of response-time history signal of a Belgian pave were replicated on a multi-axial spindle-coupled road simulator. The stress-life method was used to estimate the fatigue life of the component. A fatigue life probabilistic model of a stub axle was developed using Monte Carlo simulation where the stress range intercept and slope of the fatigue life curve were selected as random variables. Applying the goodness-of-fit analysis, lognormal was found to be the most suitable distribution for the fatigue life estimates. The fatigue life of the stub axle was found to have the highest reliability between 8000–9000 cycles. Because of uncertainties associated with the size effect and machining and manufacturing conditions, the method described in this paper can be effectively applied to determine the probability of failure for mass-produced parts.     

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。     

汽车变速器寿命试验与换档试验多台运行状态微机监控系统

本文介绍了一种微机集散控制系统,通过主机与子机的数据通信,实现了多台汽车变速器疲劳寿命试验台和换档试验台的自动控制与管理,提高了产品试验的技术水平,改变了人工监控试验台的落后的状况。     

汽车半轴疲劳寿命预测和可靠性设计

本文重点介绍可靠性工程在汽车设计中的应用。具体以汽车半轴为主要研究对象,阐述半轴载荷谱的测定、载荷谱的编制、半轴疲劳寿命的预测与半轴的有限寿命设计等。     

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。     

基于弯曲和径向疲劳试验的高强钢车轮仿真分析

选择具有优良成形性能的600 MPa级马氏体相钢制作成形复杂的轮辐及540 MPa级贝氏体双相钢制作轮辋。建立三维模型和有限元模型,采取静态分析模拟动态分析的方式分别对车轮弯曲和径向工况进行仿真分析,得出易于产生疲劳裂纹的应力集中点及其最大应力、应变值。选用疲劳寿命名义应变法建立了高强钢车轮的E-N曲线,利用疲劳分析软件对该车轮进行疲劳寿命分析。仿真结果表明,2种试验仿真中出现最大应力的位置与试验显示的位置相一致,进而验证了有限元方法预估高强钢车轮寿命的有效性。     

汽车试验场可靠性试验强化系数的研究

本文按疲劳等损伤寿命原则推导了计算汽车可靠性试验强化系数的数学模型,并在模型中引入损伤因子统计量和频率因子统计量的概念,使影响强化系数的各因素的物理意义更为清晰。本文编制了计算强化系数的软件,对CA141汽车在试验场可靠性试验道路上的载荷谱测试数据进行了处理,计算得到了各种路面组合的综合强化系数。本文提供的方法对各试验场可靠性试验强化系数的分析计算具有普遍参考价值。     

增压器涡轮轮毂疲劳可靠性分析与寿命预测方法

针对增压器涡轮由离心载荷所引起的轮毂疲劳失效模式,基于装甲车辆柴油机耐久性台架考核试验剖面,分析了增压器在不同工况下运行时涡轮转速的变化规律,计算了涡轮轮毂疲劳危险部位的应力历程.通过对涡轮轮毂疲劳强度模拟试验样件的疲劳性能测试,建立了涡轮轮毂疲劳寿命与应力之间的数学模型.在此基础上,研究了涡轮轮毂的疲劳可靠性分析与寿...     

汽车技术检测的新趋势

汽车的性能检测就是在汽车使用和维修过程中对汽车的技术状况进行测试、检验和故障诊断。文章介绍了汽车检测技术的发展,阐述了我国汽车检测技术的新趋势,指出今后汽车检测和诊断技术发展的重点应是增加和完善监控预测功能,将汽车的检测逐步扩展到系统状态的预测,这样能科学地决定汽车各总成以至整车的合理使用寿命,这对提高汽车运行的经济性和可靠性具有重要的意义。