驅(qū)動(dòng)橋殼疲勞試驗(yàn)的翻譯

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1、杭州電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文文獻(xiàn)翻譯畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目驅(qū)動(dòng)橋殼疲勞試驗(yàn)機(jī)的控制部分設(shè)計(jì)翻譯題目基于有限元分析的后橋橋殼疲勞故障預(yù)測(cè)學(xué)院機(jī)械學(xué)院專業(yè)車輛工程姓名馬乾班級(jí)07010512學(xué)號(hào)07010563指導(dǎo)教師孟慶華1.簡(jiǎn)介由于其較高的承載能力，整體式橋殼通常用于重型商用車。圖1為整體式橋殼結(jié)構(gòu)。在車輛的使用壽命力，由于路面不平而引起不同的作用力，這些作用力導(dǎo)致了后橋疲勞損壞，這是裝配過程所要考慮的關(guān)鍵。因此，至關(guān)重要的是橋殼的使用壽命。在大規(guī)模生產(chǎn)之前，在動(dòng)態(tài)加載力和垂直力的載荷下對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)進(jìn)行垂直疲勞試驗(yàn)，如圖2所示。在這些測(cè)試中，預(yù)測(cè)的循環(huán)垂直負(fù)載由液壓作動(dòng)器產(chǎn)生，直至發(fā)生疲

2、勞裂紋。根據(jù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)承受500000次無疲勞破壞載荷周期。非對(duì)稱式橋殼的垂直疲勞試驗(yàn)如圖3所示，在負(fù)載周期限制之前疲勞裂紋在橋殼的某些地方產(chǎn)生。據(jù)測(cè)試在疲勞破壞前的最小負(fù)載周期為370000次。在這些測(cè)試中，列為產(chǎn)生于壓力集中的E1和E2的地區(qū)。過早失效的例子可以在圖4看出。為了預(yù)測(cè)過早失效的原因，在DATIAV5R15商業(yè)軟件中可以模擬詳細(xì)的橋殼模型。利用該模型，可以建立有限元模型?？梢酝ㄟ^商業(yè)軟件AnsysWorkbenchV11.0進(jìn)行應(yīng)力和疲勞分析。橋殼的材料特性可以從拉伸測(cè)試中得出，這些測(cè)試可以用有限元分析。最大動(dòng)態(tài)軸載，可以從車輛動(dòng)力學(xué)中模擬而出，也可以使用商業(yè)CAE軟

3、件RecurDyn進(jìn)行計(jì)算。通過這些分析，得出應(yīng)力集中地區(qū)。為了進(jìn)行疲勞分析，建立估計(jì)外殼材料的S-N曲線，在曲線中把疲勞強(qiáng)度修改因素考慮進(jìn)去。分析結(jié)果和垂直疲勞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。為防止過早失效并獲得增強(qiáng)的疲勞壽命，提出一些增強(qiáng)橋殼強(qiáng)度的方案設(shè)計(jì)。圖1圖2圖3圖4圖51.有限元模型2.2橋殼材料橋殼是由微合金化細(xì)晶9.5毫米厚的殼焊接制成的，是熱成型的，標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)鋼S460N(材料編號(hào)1.8901，相當(dāng)于按ISO標(biāo)準(zhǔn)的E460)。該材料的化學(xué)成分可以從表1的供應(yīng)商獲得。力學(xué)性能可以在非加工S460N的文獻(xiàn)中找到。然而，一些過程中，在用于外殼材料制造業(yè)中，包括退火至800℃，在750℃熱沖壓，

4、為了在有限元分析過程中考慮力學(xué)性能的充分應(yīng)用的影響，確定了加工材料的確切性質(zhì)，從樣品中提取了五份標(biāo)本，開始橋殼的拉伸試驗(yàn)。所有的測(cè)試均在室溫下進(jìn)行。從橋殼中提取的樣本的地方在熱影響范圍之外。表2給出的結(jié)果是5個(gè)試樣的最低值，并獲得他們?cè)谟邢拊Ｐ椭械挠邢奘褂茫牧媳欢x為線性各向同性材料。2.3加載條件根據(jù)在垂直疲勞試驗(yàn)中過早失敗可以發(fā)現(xiàn)負(fù)荷范圍，負(fù)載應(yīng)用到有限元模型當(dāng)中。測(cè)試是在一個(gè)可以提供80t的承載能力試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，如圖7。該裝置由兩個(gè)電液負(fù)載細(xì)胞和一個(gè)伺服閥組成，伺服閥在連接A和B的卡鉗位置。TS代表兩個(gè)卡鉗的距離，C和D的距離TW代表實(shí)際后軸的輪距。橋殼模型是專為后軸設(shè)計(jì)的，由兩個(gè)空

5、氣彈簧支撐，如圖8。由于縱臂的幾何形狀的偏載，還產(chǎn)生扭矩力，這會(huì)導(dǎo)致額外的彎曲。額外的彎曲效應(yīng)是應(yīng)用在測(cè)試樣品中的液壓偏心距c。設(shè)計(jì)的最高靜態(tài)載荷為F=2850kg。載荷點(diǎn)為ZR和ZL。這會(huì)引起卡鉗A和B上的靜態(tài)反應(yīng)力P=4550kg。因?yàn)槁访嫫秸纫鸬能嚿泶怪奔铀俣?，每卡鉗的最大動(dòng)態(tài)載荷力為P的兩倍。由商業(yè)軟件CAE模擬出范圍在182—9100kg的載荷。垂直載荷的披露測(cè)試特性可以從圖9看出。有限元分析考慮的是9100kg的最大動(dòng)載荷。垂直載荷的橋殼模型，可以參考圖10。1.有限元分析和結(jié)果用有限元分析的方法來預(yù)測(cè)應(yīng)力集中的地方，看到拉伸和疲勞壽命相對(duì)較低的地區(qū)的確切位置。P和DM被應(yīng)用到

6、模型與圖10相關(guān)的卡鉗位置。用商業(yè)軟件ANSYSWorkbenchV11.0進(jìn)行應(yīng)力分析，采用1.86GHz英特爾四核至強(qiáng)軟件處理器的HPxw8400工作站。圖11顯示了有限元分析的等效應(yīng)力分布。結(jié)果顯示，有拉應(yīng)力集中的地區(qū)在F1和F2。關(guān)鍵地區(qū)和過早疲勞失效點(diǎn)位圖12看的的一樣。計(jì)算的最大應(yīng)力rmax=388.7MPa：78.1%的材料屈服點(diǎn)。這意味著，如果是靜態(tài)發(fā)揮，橋殼模型滿足最大負(fù)荷的安全情況。2.疲勞壽命預(yù)測(cè)由于后橋殼的力量是動(dòng)態(tài)過程中加載的服務(wù)，還進(jìn)行疲勞分析。S′e久極限應(yīng)力壽命估計(jì)為S′e=0.504·Sut(1)可表示為不小于14000MPa的極限強(qiáng)度。這代表了106甚至更多

7、次循環(huán)的疲勞強(qiáng)度。對(duì)于在105-106次的疲勞壽命預(yù)測(cè)范圍的一部分，橋殼材料的S-N曲線據(jù)估計(jì)由文獻(xiàn)9給出一個(gè)實(shí)際的方法，它使用簡(jiǎn)單的拉伸試驗(yàn)得出數(shù)據(jù)。S′e代表理想實(shí)驗(yàn)室樣品的應(yīng)力極限。為了預(yù)測(cè)真實(shí)的疲勞強(qiáng)度Se，S′e要乘以幾個(gè)修正因子，代表不同的設(shè)計(jì)、制造和對(duì)環(huán)境的影響疲勞強(qiáng)度。Se可以表示為Se=KaKbKcKdKeS′e(2)Ka是取決于表明光潔度的一個(gè)表面因素Ka=aSbut(3)由于