車橋強度與含損傷裂紋的剩余壽命預測方法的研究.pdf

1、轉向橋作為汽車底盤的重要部件之一，所受載荷大，應力狀況復雜，是決定汽車安全性能的關鍵部件之一。目前，車橋的疲勞損傷問題日益突出，疲勞破壞已經成為前橋的主要失效形式之一。因此，前橋的強度和疲勞對汽車安全行駛具有重要影響。
　　本文對某重型載貨汽車的前橋進行了有限元分析，檢驗其強度和壽命是否滿足要求，為其設計生產和結構改進提供參考；還針對含損傷裂紋的前橋疲勞進行了分析。主要的研究工作如下：
　　(1)對前橋進行多種工況的強度分析

2、。依據(jù)前橋的結構和受力特點，對其進行合理簡化，建立有限元模型，分析前橋處于滿載彎曲、制動和轉彎三種工況時的受力情況，確定不同工況下的載荷和約束，對前梁進行強度分析。結果表明，三種工況下的最大應力均沒有超過材料的屈服極限，該前橋滿足強度方面的要求。
　　(2)建立 S-N曲線，選取第一主應力為應力分量對前梁進行疲勞壽命分析，并采用Gerber平均應力修正法對其進行修正，得到前梁的疲勞壽命低于標準 JB/T50109－1998規(guī)定的8

3、0萬次；并將計算結果與試驗結果進行比較，進一步驗證有限元分析的可靠性。
　　(3)針對前橋的結構和應力分布對前橋進行結構改進，再進行疲勞計算。改進后前梁的疲勞壽命滿足了標準要求，并且各工況下的應力都有所減?。蝗缓髮?yōu)化后的模型進行模態(tài)分析，得到前梁前6階模態(tài)的固有頻率和振型。經過分析，前梁不會由于不平路面的激振而發(fā)生共振，顯示了結構改進的合理性。
　　(4)在強度和疲勞分析的基礎上，研究裂紋的各種參數(shù)對前橋疲勞壽命的影響規(guī)律

4、。根據(jù)應力計算劃定前橋的危險區(qū)，在危險區(qū)域對裂紋進行參數(shù)化建模，建立橢圓形表面裂紋；調整裂紋的方向、尺寸等參數(shù)，對含不同裂紋的前梁進行疲勞分析，統(tǒng)計前梁的疲勞壽命。對統(tǒng)計的數(shù)據(jù)進行處理，分析前梁疲勞壽命隨著裂紋各個參數(shù)的變化趨勢，總結其對前梁疲勞壽命的影響。還對前梁含有多裂紋的情況進行了研究，分析裂紋間的間距對疲勞壽命的影響。
　　上述研究不僅得到了該型號前橋的強度和疲勞情況，而且還得到了裂紋損傷對前橋疲勞壽命的影響情況。這為企業(yè)