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《基于有限元分析的車輛驅(qū)動橋殼臺架加速疲勞試驗》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、國防科技大學(xué)學(xué)報第31卷第6期JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVol.31No.62009文章編號:1001-2486(2009)06-0106-04基于有限元分析的車輛驅(qū)動橋殼臺架加速疲勞試驗叢楠,陳循,尚建忠,梁科山(國防科技大學(xué)機電工程與自動化學(xué)院,湖南長沙410073)摘要:針對開展驅(qū)動橋殼臺架加速疲勞試驗對刪減載荷譜的實際需求,提出了基于有限元虛擬臺架試驗獲得刪減載荷譜的試驗與分析方法。在有限元仿真分析環(huán)境下
2、對某軍用特種車輛驅(qū)動橋殼進行靜強度試驗、疲勞壽命預(yù)測、應(yīng)變歷程提取以及時間關(guān)聯(lián)損傷分析等工作,得到了用于加速臺架試驗的刪減載荷譜。臺架試驗表明,使用該方法獲得的刪減載荷譜能夠在準(zhǔn)確反映橋殼所受到的損傷同時,大幅縮短臺架試驗時間,證明了本文所述方法的實用價值。關(guān)鍵詞:驅(qū)動橋殼;有限元分析;疲勞壽命;載荷譜+中圖分類號:U46236;TP3919文獻標(biāo)識碼:ADrivingAxleHousingAcceleratedFatigueBenchTestBasedonFEACONGNan,CHENXun,SHANGJian-z
3、hong,LIANGKe-shan(CollegeofMechatronicsEngineeringandAutomation,NationalUniv.ofDefenseTechnology,Changsha410073,China)Abstract:Basedonfiniteelementvirtualbenchtest,anewmethodtoacquirethereducedloadspectrum,whichisusedtoconductacceleratedfatiguebenchtestofdrivingaxl
4、ehousing,isbroughtupinthispaper.Afterstaticstrengthanalysis,fatiguelifeprediction,strainhistoryacquisitionandtimecorrelateddamageanalysis,thereducedloadspectrumfortheacceleratedfatiguebenchtestofamilitaryspecialvehicledrivingaxlehousingwasacquiredundertheFEsimulati
5、oncircumstance.Thebenchtestresultshowsthatthereducedloadspectrumcansignificantlyshortenthetestperiod,whilethedamagecanbepreservedaswell,whichprovesthevalueofthemethod.Keywords:drivingaxlehousing;FEA;fatiguelife;loadspectrum驅(qū)動橋殼是承受行駛載荷的主要零件之一,由于其幾何形狀、加工工藝與工序復(fù)雜,較易因加工
6、缺陷發(fā)生疲勞破壞。為保證車輛行駛安全,在橋殼生產(chǎn)時必須定期從生產(chǎn)線中隨機抽取樣品進行一系列[1]的強度與疲勞試驗。目前已有多種專門用于對橋殼進行疲勞試驗的臺架。為了盡可能準(zhǔn)確地模擬車輛在行駛過程中對橋殼的載荷,臺架試驗的加載往往須以實車道路試驗采集的載荷譜為依據(jù)。該采集譜在時間上與臺架試驗有11的關(guān)系,由于橋殼的壽命相對較長,如不對該載荷譜進行處理,臺架試驗將不具有加速性,意味著試驗需要耗費大量的時間與人力物力投入。本文通過綜合使用基于有限元的疲勞分析方法與疲勞編輯技術(shù),使用MSC系列有限元建模與分析軟件完成了對某軍用特種
7、車輛驅(qū)動橋殼的有限元建模、疲勞關(guān)鍵部位和壽命預(yù)測、應(yīng)變歷程提取以及基于時間關(guān)聯(lián)損傷分析的載荷譜編輯,在損傷等效的原則下,大幅縮短了試驗時間,體現(xiàn)了基于有限元技術(shù)的虛擬疲勞分析對于橋殼零件疲勞試驗的價值。1疲勞損傷預(yù)測與時域損傷關(guān)聯(lián)基本原理隨著車輛類型不同,驅(qū)動橋殼的預(yù)期壽命存在著很大差異。在對橋殼進行疲勞分析時,應(yīng)根據(jù)實際對象的預(yù)期壽命,判斷其發(fā)生的疲勞屬高周疲勞或是低周疲勞。對于不同的疲勞類型,分析時應(yīng)采用相[2]應(yīng)的疲勞壽命預(yù)測方法。對于高周疲勞,一般應(yīng)使用應(yīng)力壽命(S-N)法;對于低周疲勞,則應(yīng)使用應(yīng)變壽命(E-
8、N)法。目前,兩種方法通常均使用Miner線性累計損傷假設(shè)估計疲勞壽命,只是兩種方法用于計算損傷的方法和依據(jù)有所區(qū)別。S-N法認(rèn)為疲勞壽命與(經(jīng)等效處理后,均值為0的)應(yīng)力幅值呈某種對應(yīng)的關(guān)系。E-N法則認(rèn)為疲勞壽命是與應(yīng)變存在對應(yīng)關(guān)系。在計算損傷時,兩種方法分別需已知材料的S-N曲線和E
