基于整車虛擬試驗(yàn)場(chǎng)的后懸架疲勞分析.pdf

1、抗疲勞設(shè)計(jì)是汽車現(xiàn)代設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容，隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，合理疲勞壽命設(shè)計(jì)對(duì)提高產(chǎn)品的質(zhì)量、安全性以及聲譽(yù)有重要的意義。與傳統(tǒng)的靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)相比，抗疲勞設(shè)計(jì)需要了解產(chǎn)品的使用環(huán)境，應(yīng)用疲勞理論，并結(jié)合道路或臺(tái)架試驗(yàn)加以驗(yàn)證，以確保所需要的疲勞壽命。但由于試驗(yàn)驗(yàn)證不僅周期長、費(fèi)用高，而且難以快速找到問題根源。本文即從整車動(dòng)態(tài)、非線性的角度，以虛擬試驗(yàn)場(chǎng)技術(shù)為手段，更快速、準(zhǔn)確地獲得疲勞耐久虛擬樣機(jī)在鵝卵石強(qiáng)化路面的道路載荷，運(yùn)用單軸、

2、多軸疲勞理論對(duì)汽車后懸架進(jìn)行疲勞壽命分析。完成的主要工作包括： (1)基于虛擬試驗(yàn)場(chǎng)技術(shù)，充分考慮整車的結(jié)構(gòu)非線性因素、輪胎和路面的接觸非線性以及橡膠連接件的剛度和阻尼特性等，建立耐久性強(qiáng)化路面和整車虛擬樣機(jī)，通過顯式有限元算法計(jì)算得到后懸架與輪胎、白車身、懸架彈簧、減振器連接處的道路載荷。 (2)基于分段線性各向同性彈塑性材料模型，對(duì)后懸架施加道路載荷進(jìn)行彈塑性有限元分析得到其應(yīng)力應(yīng)變歷程。通過雨流計(jì)數(shù)法對(duì)應(yīng)力應(yīng)變歷程

3、進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，應(yīng)用單軸應(yīng)變壽命法預(yù)測(cè)疲勞裂紋萌生壽命，并考慮了不同平均應(yīng)力修正模型對(duì)疲勞壽命的影響。 (3)對(duì)后懸架應(yīng)力應(yīng)變歷程進(jìn)行二軸性分析發(fā)現(xiàn)，汽車后懸架局部危險(xiǎn)區(qū)域承受多軸非比例載荷?；诙噍S疲勞理論，考慮了材料的非比例強(qiáng)化的影響，分析了裂紋形式，選用基于臨界面法的Bannantine模型和Wang-Brown模型預(yù)測(cè)了后懸架的多軸疲勞壽命，并與同種材料的單軸疲勞壽命模型預(yù)測(cè)下的結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明，在非比例循環(huán)載荷下，疲勞