考虑低载荷强化效应的汽车转向节疲劳分析 |
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引用本文: | 董国疆,杜飞,王威,郎玉玲.考虑低载荷强化效应的汽车转向节疲劳分析[J].汽车工程,2020,42(3). |
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作者姓名: | 董国疆 杜飞 王威 郎玉玲 |
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作者单位: | 燕山大学,河北省特种运载装备重点实验室,秦皇岛 066004;中信戴卡股份有限公司工程仿真中心,秦皇岛 066004 |
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基金项目: | 国家自然科学基金;河北省自然科学基金;科技计划 |
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摘 要: | 本文中基于试验场强化道路实车测试,结合零部件有限元动力学仿真和疲劳耐久性能仿真,探求考虑小载荷强化效应与Miner准则两种疲劳分析方法对汽车零部件疲劳寿命预测的差异性。通过室内实车振动测试与有限元仿真联合分析,确定前转向节疲劳损伤危险点(即路试应变监测点);提取试验场强化道路实测应变监测点应变时间历程,经过预处理、时域加速、雨流矩阵外推和载荷谱分级得到10级等效应力谱。结合低载荷强化理论和线性累积损伤理论对10级等效应力谱的疲劳效应和损伤效应进行分析,相对于传统Miner准则而言,考虑了小载荷强化效应使构件在加载过程中疲劳极限呈现上升规律,进而需要修正构件S-N曲线(简化),较初始S-N曲线向上偏移,基于修正后构件S-N曲线并应用线性疲劳损伤累积理论预估的转向节疲劳寿命较Miner准则提高了40.6%。此种方法考虑了材料强化行为的影响,一定程度上弥补了Miner理论未考虑各级载荷间相互影响和材料硬化瞬态行为影响的缺陷,对实际零部件疲劳寿命估计与轻量化设计提供新的参考。
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关 键 词: | 疲劳损伤 低载荷强化 Miner准则 转向节 载荷谱 |
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