汽车空调管路系统随机振动疲劳分析优化研究

为解决某汽车空调管路由于共振导致的断裂故障,采集空调管路系统的随机振动激励,将其转换为功率谱密度曲线作为激励进行随机振动试验,得到管路的疲劳寿命,然后进行单位载荷的频率响应分析得到频率应力的传递函数,并进行随机振动疲劳分析,通过试验标定管路系统中的橡胶复合材料,分析其对寿命影响的敏感性。结果表明,管路疲劳寿命低于试验要求,其危险点与断裂位置一致。通过在管路共振方向增加支撑支架进行优化设计,优化后管路疲劳寿命满足要求,整车耐久试验结果表明,管路的应力大幅降低,且未发生断裂。     

电喇叭振动疲劳分析

通过振动疲劳试验规范得到功率谱密度数据,以此作为输入,利用频响分析和疲劳分析等CAE分析方法,对该车型电喇叭及其支架在试验功率谱谱作用下的振动疲劳寿命进行分析计算,同时与试验结果进行对比。     

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.     

电动汽车电机控制器随机振动仿真与试验

为保证电动汽车电机控制器在行驶过程中的安全性,对其进行随机振动分析。先利用仿真软件建立电机控制器有限元模型进行模态分析,再进行模态试验,并与仿真结果对比,确保仿真模型的准确性;然后对电机控制器仿真模型进行频响分析及随机振动疲劳寿命分析;最后制作样机进行随机振动试验,验证仿真分析结果的准确性和仿真方法的合理性。     

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。     

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。     

轿车后桥疲劳寿命的数字化预测研究

以某轿车后桥为例,介绍了疲劳寿命计算的理论基础和建立后桥精确有限元模型的方法。分别应用准静态法和随机振动法计算了后桥的疲劳寿命,讨论了频响分析带宽对振动疲劳分析方法的影响以及两种不同疲劳计算方法的区别和应用范围。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轿车关键零部件的疲劳寿命。     

重型卡车焊接类悬臂支架疲劳失效研究

焊接类悬臂支架为重型卡车中的常见结构,要求在重型卡车的整个生命周期内应完好无损。近年来,在重型卡车生命周期内,焊接类悬臂支架发生多起支架断裂失效情况,导致重型卡车运行存在重大安全隐患。文章以重型卡车翼子板支架为典型案例,分析其发生断裂的失效原因,得出焊接类悬臂支架发生损坏的根本原因为焊接热影响过大,导致在随机应力下支架在热影响区域内的疲劳损坏。通过疲劳寿命预测理论分析,模拟仿真实现故障再现,通过结构优化来提升支架疲劳周次,从而提出焊接类悬臂支架提升疲劳寿命的一般方法。     

悬置支架的优化设计与疲劳寿命分析

针对某型轿车变速器悬置支架在道路试验中失效的现象,提出了有效的解决方案。建立了悬置系统动力学模型,进行动力学仿真分析并获得载荷数据。进而应用有限元方法对变速器支架进行分析;根据分析结果,使用连续体结构拓扑优化技术对支架模型进行优化设计;结合台架试验和疲劳寿命预测对变速器悬置支架疲劳寿命进行分析以验证改进方案的有效性和可靠性。     

基于HyperWorks导向臂支架的结构优化及改进设计

针对某6×4牵引车复合空气悬架导向臂支架断裂原因进行了分析,排除导向臂支架的铸造缺陷、材料及工艺加工导致失效问题,最终确定导向臂支架的断裂原因主要是由于结构设计不合理导致断裂,在原结构的基础上,确保安装结构基本不变,运用catia三维建模和HyperWorks软件分别完成三种方案的三维建模和静强度分析,通过分析结果比对,改进方案相比原方案,重量降低了8%,疲劳寿命提高了13%,最后经过疲劳寿命分析和15000km的道路可靠性试验,改进后的导向臂支架满足设计使用要求,提高了经济效益。     

某离合器铆钉连接的失效分析与优化设计

某变速器离合器铆接结构在做耐久台架试验时发生断裂。通过对铆钉材料化学成分、宏观断口、微观断口等进行失效分析,判定铆钉断裂为疲劳断裂。结合铆接工艺过程、试验工况下结构有限元分析与疲劳寿命分析方法,对铆钉进行优化设计。基于试验,修正铆钉疲劳寿命仿真分析方法,直径φ4的铆钉,CAE疲劳寿命在55万次左右,与试验相匹配。结合疲劳寿命仿真分析方法提出四种优化设计方案,对现有铆钉表面热处理,增加铆钉位置接触面积,增加铆钉数量,增大铆钉直径。四种方案,仿真分析与试验都能满足铆钉的疲劳寿命要求。基于设计成本的考虑,最后选择的是铆钉表面热处理,由此说明,用有限元技术预测铆钉的疲劳寿命是可行的,本研究可为铆接设计作参考。     

泡沫沥青冷再生路面材料疲劳性能研究及寿命分析

通过对运营期的泡沫沥青冷再生路面钻取芯样进行劈裂疲劳试验,分析不同应力比、不同层位冷再生材料的疲劳特性,将不同应力水平与疲劳寿命采用对数线性方程拟合,确定方程参数。以冷再生层层底拉应力为控制指标,对路面进行疲劳开裂验算和残留寿命预测。研究结果表明:泡沫沥青冷再生结构所处层位对其疲劳性能具有一定的影响,层位越低,其材料所受到的疲劳损伤越小,残留疲劳性能越优。根据无机结合料稳定层的疲劳开裂计算方法,计算得出再生路面材料理论寿命可达16～19年,表明该材料具有良好的结构耐久性。     

基于nCodeDesignlife的电池箱疲劳寿命研究

针对电池箱对振动疲劳耐久性能的要求,结合国标中随机振动的加速度功率谱密度函数和材料的S-N曲线,采用Miner线性累积损伤理论和Dirlik疲劳寿命计算方法,对电池箱进行随机振动条件下的疲劳寿命分析。     

基于频域法的冷凝器支架随机振动分析

频域法随机振动疲劳分析是使用功率谱密度函数(Power spectral density)进行结构疲劳计算的方法。首先对结构进行频率响应计算,得到结构的单位应力频率响应函数;利用此传递函数与输入的功率谱,获得结构的应力功率谱密度,再结合材料参数选择合适的疲劳损伤模型,利用频域方法计算结构的疲劳强度。本文应用频域法随机振动疲劳分析,对某卡车的冷凝器支架实际工程问题进行了结构改进研究。     

基于断裂力学方法的冷再生基层材料疲劳寿命研究

利用断裂力学方法对冷再生基层材料的疲劳裂纹扩展进行分析,选择合适的断裂力学公式及参数,进而推导出疲劳寿命预估方程,分析方程中参数的取值并给出算例.通过算例得到的结果对影响疲劳寿命的因素进行分析,并与通过试验得到的数据进行对比.结果表明,用断裂力学方法预测含裂缝冷再生基层材料的疲劳寿命更合理.     

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。     

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。     

考虑焊接螺母的排气管支架疲劳优化研究

针对在四通道液压振动台及试车场路试过程中,某样车排气管支架出现的焊接螺母疲劳开裂问题,在考虑焊接螺母焊点和螺栓预紧力的前提下,建立开裂支架的局部非线性有限元模型,根据Miner线性疲劳累计损伤理论和材料S-N曲线,对正弦信号激励下的排气管支架进行疲劳分析。在此基础上,提出优化方案,进行仿真疲劳寿命预测,并对简化后的局部排气管支架模型进行疲劳验证,优化前后的仿真模型寿命曲线趋势与试验结果基本吻合,危险区域分布与试验一致。针对焊接螺母或者螺栓连接的支架疲劳开裂问题,在考虑螺栓预紧力的基础上,建立局部模型疲劳分析并结合试验验证,提出优化方案解决问题。试验结果表明,该流程方法对解决实际问题具有一定的借鉴意义。     

集成铸造缺陷的铝合金轮毂疲劳寿命预测

为提高轮毂疲劳寿命预测的准确性,建立了轮毂铸造缺陷集成模型.利用所建模型对某低压铸造铝合金A356轮毂进行了模拟分析,预测了该轮毂弯曲疲劳试验时的疲劳寿命.试验结果表明,铸造缺陷集成模型所预测的铝合金轮毂疲劳寿命与试验结果相吻合;与局部应力应变法预测相比,铸造缺陷集成模型预测结果更接近实测水平,提高了设计效率及生产效率.     

高铁桥梁整体式减震榫低周疲劳寿命预测

为了解高铁桥梁整体式减震榫的疲劳性能,确定其低周疲劳寿命,提出采用临界平面法和能量法组合的方法对减震榫的低周疲劳寿命进行预测。该方法以临界平面上的塑性应变能作为减震榫的疲劳损伤参量,通过坐标变换法求得减震榫在给定榫顶水平位移下最大损伤平面上的塑性应变能,然后根据塑性应变能与疲劳寿命之间的幂指数函数关系进行疲劳寿命预测。通过3个减震榫试样的低周疲劳试验验证该方法的准确性。结果表明:减震榫试样的低周疲劳预测寿命与试验寿命相差很小,提出的方法能较准确地预测减震榫的低周疲劳寿命。