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。     

集装箱对伸缩式半挂车车架疲劳寿命影响研究

建立了伸缩式车架与相应的集装箱有限元模型,并采用惯性释放法对其进行了静态分析。在ADAMS/Car中建立了该半挂车的刚柔耦合多体动力学模型,得到了其在B级路面的载荷谱。结合材料的S-N曲线、结构单位载荷应力结果和车架载荷谱对有无考虑集装箱刚度状态下的伸缩式车架进行了疲劳寿命分析。结果表明,考虑集装箱刚度的车架仿真更符合实际;由于伸缩前、后车架载荷分配的差异,导致拉伸后车架的疲劳寿命远大于缩短时车架疲劳寿命。     

空气悬架推力杆支架的拓扑优化设计

基于极限状态的静态载荷,利用拓扑优化技术对某牵引车空气悬架的下推力杆支架进行了结构优化设计,在保证结构刚度和强度的基础上,达到了结构轻量化的目标;同时运用多体动力学方法:,提取了轴端随机载荷条件下该件连接部位的动态载荷,并分析了该件在该载荷条件下的疲劳损伤情况。结果:表明,优化方案较原始方案在刚度、静强度和疲劳寿命方面均有明显改善。     

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。     

基于整车驻车试验的DCT箱体强度耐久仿真

以某双离合变速器（DCT）为研究对象,文章提出了基于整车驻车试验的DCT箱体强度及疲劳寿命预测方法。基于ADAMS建立目标车型,包含驻车系统整车冲击载荷仿真的系统模型,通过对不同驻车工况进行动力学仿真,获取对应工况下,驻车系统冲击载荷时域数据并与试验对标,验证了仿真结果的准确性。搭建DCT传动系统总成有限元模型,结合多体动力学仿真的整车冲击扭矩峰值及驻车系统的耐久试验载荷谱,分析了DCT箱体的强度及耐久性能,为DCT结构设计的正向开发及校验提供参考。     

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.     

基于子模型方法的曲轴强度分析

发动机曲轴的破坏形式主要为圆角部位的疲劳失效,为减小计算规模,提高分析效率,文章对某直列4缸发动机曲轴系建立多体动力学模型,计算曲轴的动态载荷谱,使用圆角子模型完成曲轴强度分析。计算表明,曲轴最薄弱部位于第8曲柄臂相连的曲柄销圆角,其疲劳安全系数为1．471。采用圆角子模型方法可以快速高效完成发动机曲轴的强度计算.     

基于有限元法的某微型货车车身疲劳寿命分析

建立某微型货车车身的有限元模型,在MSC.NASTRAN中采用惯性释放法对其进行静态分析并得到其应力分布状况,再在MSC.ADAMS/Car中建立该车的刚柔耦合多体动力学模型,得到其在H级路面的载荷谱.在这些基础上,在MSC.FATIGUE中进行白车身的疲劳寿命分析,分析结果与试验数据比较吻合.对寿命较短的部位进行改进...     

曲轴动态应力模拟及多轴疲劳计算

建立了某4缸柴油机曲轴轴系和主轴承座的有限元模型,采用EXCITE软件对曲轴轴系和连杆活塞组进行了多柔体的动态仿真,模拟了不同转速工况下曲轴随曲柄转角变化的动态应力。对曲轴动态应力结果进行了多轴疲劳计算,校核了不同运转工况下曲轴的疲劳安全系数,解决了弯扭耦合与多子系统交叉耦合时整体曲轴疲劳可靠性计算的难题。     

车身台架疲劳强度试验方案研究

综合运用多体动力学、有限元结构强度和疲劳寿命预测等计算机仿真技术,预测了汽车车身在台架疲劳强度试验载荷作用下各点的应力分布,对车身高应力区域进行了疲劳寿命估计,为实际试验中应变片贴片的布置提供了指导。经试验验证,计算机仿真结果与试验结果吻合较好。该研究对车身台架疲劳强度试验方案提出了一些改进建议。     

大功率多缸柴油机曲轴疲劳强度评估方法

以某型大功率柴油机作为研究对象,采用ADAMS/Engine建立了多缸柴油机曲柄连杆机构多体动力学模型,计算得到了曲轴的工作载荷.通过建立曲轴的整体三维有限元模型,将主轴承对主轴颈的支撑边界定义为接触对以模拟实际的约束状态,并将动力学计算所得一个周期内的曲柄销载荷历程曲线离散为16个载荷点,并按照发火次序,组合得到了16个载荷工况以模拟曲轴上的交变载荷,载荷的施加采用函数分布的形式模拟滑动轴承的压力分布,通过非线性有限元分析得到曲轴的应力应变结果.在此基础上,利用曲轴材料性能数据绘制了曲轴Goodman疲劳强度曲线,自编后处理分析程序得到了曲轴上所有节点的疲劳强度安全系数.结果表明:材料为42CrMo的整体曲轴满足结构疲劳强度要求,油孔处和过渡圆角处的疲劳强度安全系数相对较小,采用Goodman疲劳曲线计算的最小疲劳强度安全系数为5.04.分析结果与曲轴实际失效位置一致.     

变工况下的发动机连杆动态应力与疲劳损伤分析

以发动机曲柄连杆机构为研究对象,基于柔性多体动力学理论,建立了活塞、连杆、曲轴和飞轮的刚柔耦合动力学模型,分别计算了发动机稳态工况与变工况下的连杆应力,并对连杆危险节点的应力时间历程进行了雨流计数和疲劳损伤计算。结果表明,发动机在变工况运行时,连杆危险节点应力变化幅值相对稳态工况增大,加速了连杆的疲劳破坏。     

6110柴油机曲轴的三维有限元分析

对6110柴油机整体曲轴建立了符合实际情况的三维模型,进行了三维有限元分析,研究了整体曲轴的应力状态和变形情况,并对曲轴在交变载荷下的疲劳强度进行了校核。对曲轴带飞轮和皮带轮及不带飞轮和皮带轮两种情况下进行了模态分析,并进行了比较。为柴油机曲轴的结构设计提供了有价值的理论依据。     

轴颈空心对6100发动机球铁曲轴弯曲强度的影响

利用电阻应变测量方法和DC—1电动谐振试验装置研究了轴颈空心对6100球铁曲轴弯曲静强度和疲劳极限的影响。结果表明,采用合适的空心结构可使曲轴的弯曲静强度提高6％～15％,疲劳极限提高4％～8％,零件质量减轻4～5kg。     

不同结构曲轴的疲劳强度分析

利用有限元方法 ,对某大功率发动机两种结构曲轴进行了静态强度分析 ,并通过等效应力法校核了该两种结构曲轴的疲劳寿命 ,为该发动机曲轴设计提供了理论指导。     

应变-寿命模型在曲轴寿命预测中的对比研究

将3种不同的应变-寿命模型应用于曲轴的疲劳寿命评估中,并对疲劳试验数据和预测数据进行了对比。考虑到曲轴淬火残余应力的影响,对曲轴的表面残余应力进行了测试,并将测试结果应用于计算中。通过一系列的对比,证明了S-L-B模型对于曲轴的疲劳寿命预测是最有效的,Chen模型次之,修正的SWT模型一致性最差。     

内燃机曲轴系统动力学与动力润滑耦合仿真

建立某V8增压柴油机曲轴轴系动力学与轴承油膜动力润滑耦合仿真模型,并通过相应试验数据进行校核。通过耦合仿真计算获得各质量点扭振角位移和共振频率,以及轴承载荷、轴心轨迹、最小油膜厚度、最大油膜压力、摩擦功耗等参数。结果表明,主轴承5润滑性能最好,主轴承4则最差。与不考虑油膜动力润滑的计算结果对比,自由端扭振角位移幅值降低9%,扭振附加应力最大降低10.8%。