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1、杭州電子科技大學畢業(yè)設計（論文）外文文獻翻譯畢業(yè)設計（論文）題目驅(qū)動橋殼疲勞試驗機的控制部分設計翻譯題目基于有限元分析的后橋橋殼疲勞故障預測學院機械學院專業(yè)車輛工程姓名馬乾班級07010512學號07010563指導教師孟慶華1.簡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，這些作用力導致了后橋疲勞損壞，這是裝配過程所要考慮的關鍵。因此，至關重要的是橋殼的使用壽命。在大規(guī)模生產(chǎn)之前，在動態(tài)加載力和垂直力的載荷下對驅(qū)動橋殼應進行垂直疲勞試驗，如圖2所示。在這些測試中，預測的循環(huán)垂直負載由液壓作動器產(chǎn)生，直至發(fā)
2、生疲勞裂紋。根據(jù)測試標準，驅(qū)動橋殼應承受500000次無疲勞破壞載荷周期。非對稱式橋殼的垂直疲勞試驗如圖3所示，在負載周期限制之前疲勞裂紋在橋殼的某些地方產(chǎn)生。據(jù)測試在疲勞破壞前的最小負載周期為370000次。在這些測試中，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。為了預測過早失效的原因，在DATIAV5R15商業(yè)軟件中可以模擬詳細的橋殼模型。利用該模型，可以建立有限元模型?？梢酝ㄟ^商業(yè)軟件AnsysWorkbenchV11.0進行應力和疲勞分析。橋殼的材料特性可以從拉伸測試中得出，這些測試可以用有限元分析。最大動態(tài)軸載，可以從車輛動力學中模擬而出，也可以使用商業(yè)
3、CAE軟件RecurDyn進行計算。通過這些分析，得出應力集中地區(qū)。為了進行疲勞分析，建立估計外殼材料的S-N曲線，在曲線中把疲勞強度修改因素考慮進去。分析結(jié)果和垂直疲勞試驗結(jié)果進行比較。為防止過早失效并獲得增強的疲勞壽命，提出一些增強橋殼強度的方案設計。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晶9.5毫米厚的殼焊接制成的，是熱成型的，標準化的結(jié)構(gòu)鋼S460N(材料編號1.8901，相當于按ISO標準的E460)。該材料的化學成分可以從表1的供應商獲得。力學性能可以在非加工S460N的文獻中找到。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75
4、0℃熱沖壓，為了在有限元分析過程中考慮力學性能的充分應用的影響，確定了加工材料的確切性質(zhì)，從樣品中提取了五份標本，開始橋殼的拉伸試驗。所有的測試均在室溫下進行。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個試樣的最低值，并獲得他們在有限元模型中的有限使用，材料被定義為線性各向同性材料。2.3加載條件根據(jù)在垂直疲勞試驗中過早失敗可以發(fā)現(xiàn)負荷范圍，負載應用到有限元模型當中。測試是在一個可以提供80t的承載能力試驗臺上進行，如圖7。該裝置由兩個電液負載細胞和一個伺服閥組成，伺服閥在連接A和B的卡鉗位置。TS代表兩個卡鉗的距離，C和D的距離TW代表實際后軸的輪距。橋殼模型是專為后軸
5、設計的，由兩個空氣彈簧支撐，如圖8。由于縱臂的幾何形狀的偏載，還產(chǎn)生扭矩力，這會導致額外的彎曲。額外的彎曲效應是應用在測試樣品中的液壓偏心距c。設計的最高靜態(tài)載荷為F=2850kg。載荷點為ZR和ZL。這會引起卡鉗A和B上的靜態(tài)反應力P=4550kg。因為路面平整度引起的車身垂直加速度，每卡鉗的最大動態(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。垂直載荷的披露測試特性可以從圖9看出。有限元分析考慮的是9100kg的最大動載荷。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測應力集中的地方，看到拉伸和疲勞壽命相對較低的地區(qū)的確切位
6、置。P和DM被應用到模型與圖10相關的卡鉗位置。用商業(yè)軟件ANSYSWorkbenchV11.0進行應力分析，采用1.86GHz英特爾四核至強軟件處理器的HPxw8400工作站。圖11顯示了有限元分析的等效應力分布。結(jié)果顯示，有拉應力集中的地區(qū)在F1和F2。關鍵地區(qū)和過早疲勞失效點位圖12看的的一樣。計算的最大應力rmax=388.7MPa：78.1%的材料屈服點。這意味著，如果是靜態(tài)發(fā)揮，橋殼模型滿足最大負荷的安全情況。2.疲勞壽命預測由于后橋殼的力量是動態(tài)過程中加載的服務，還進行疲勞分析。S′e久極限應力壽命估計為S′e=0.504·Sut(1)可表示為不小于14000MPa的極限強度
7、。這代表了106甚至更多次循環(huán)的疲勞強度。對于在105-106次的疲勞壽命預測范圍的一部分，橋殼材料的S-N曲線據(jù)估計由文獻9給出一個實際的方法，它使用簡單的拉伸試驗得出數(shù)據(jù)。S′e代表理想實驗室樣品的應力極限。為了預測真實的疲勞強度Se，S′e要乘以幾個修正因子，代表不同的設計、制造和對環(huán)境的影響疲勞強度。Se可以表示為Se=KaKbKcKdKeS′e(2)Ka是取決于表明光潔度的一個表面因素Ka=aSbut(3)由于
