汽车轮毂分析

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1、铝合金汽车轮毂疲劳寿命预测的研究张斌，魏胜君(1．顺德职业技术学院，广东佛山528300；2．中山职业技术学院，广东中山528400)摘要：以14X6JJ铝合金汽车轮毂为研究对象，根据疲劳寿命预测理论，建立轮毂受力危险点处的疲劳寿命曲线。把局部应力应变法推广应用于高周疲劳，对轮毂进行疲劳寿命计算。运用可靠度理论，对预测得到的轮毂寿命进行可靠度计算。结果表明，局部应力应变法经过修正推广应用于预测汽车轮毂的疲劳寿命具有较高的可靠性。关键词：汽车轮毂；寿命预测AluminumAlloyCarWheelsPredictionofFatigueLifeZ

2、HANGBin．WEIShengiun(1．ShundePolytechnic，FoshanGuangdong528300，China；2．ZhongshanPolytechnic，ZhongshanGuangdong528400，China)Abstract：Taking14X6Jlalloywheelsforautomotiveresearch，accordingtofatiguelifepredictiontheory，theriskofwheelforcepointoffatiguelifecurvewassetup．Thelocals

3、tress—strainmethodwasappliedtohighcyclefatigue，thefatiguelifeofwheelwascalculated．Withthereliabilitytheory，thepredictedlifetimereliabilitywheelwascalculated．Theresultsshowedthatthelocalstress—strainmethodwasappliedtotherevisedforecastofautomobilewheelfatiguelifewithhighrelia

4、bility．Keywords：Automobilewheel；Lifeprediction0引言141．67MPa，=400MPa，No=5X10。得到轮毂材料的S—N疲劳断裂是汽车轮毂的主要失效形式之一。零件的疲劳设曲线如图1所示。计及寿命预测对提高设计制造水平以及保证产品的质量和可靠性都具有重大意义。以14X6JJ铝合金汽车轮毂为研究对象，根据疲劳寿命预测理论，建立轮毂受力危险点处的疲劳寿命曲线，将局部应力应变法推广应用于高周疲劳，对轮毂进行疲劳寿命计算。还运用可靠度理论对改进的局部应力应变法预测得到的轮毂疲劳寿命进行了可靠度计算，根据所

5、得结果分析该方法应用于疲劳寿命的作用效果⋯。图1轮毂材料的S—N曲线1轮毂受力危险点处疲劳寿命曲线的确定1．1材料的5一Ⅳ曲线1．2轮毂受力危险点处的S一Ⅳ曲线对于轮毂材料铝合金ZL101，由于文献和手册上没有现成材料的疲劳极限和S—N曲线，只是代表标准光滑试样的的S一Ⅳ曲线可查，这里使用经验方法来取得。即根据经验取疲劳性能。对于实际的轮毂，外观形状很不规则，还有轮毂的值得出疲劳寿命特殊点在对称循环下的疲劳强度值，然后将二尺寸、表面加工情况、平均应力等因素的影响，使其疲劳强度特殊点的取值在双对数坐标中连线，得到材料的S—N曲线。和寿命与标准试样

6、有很大差别。因此需要综合考虑这些因素对当Ⅳ≤1O时，O-l=0．9o-；Ⅳ≥N0时，O-1Ⅳ：O-l。那么当材料疲劳强度的作用，得出能够真实反映受力危险点处强度情10≤Ⅳ≤No时，根据经验方法，由N=10、O-lⅣ=0．90-和况的s一Ⅳ曲线。N=Ⅳ【、O-=O-两点在双对数坐标上直线相连，此线即是10至之间的材料s一Ⅳ曲线。曲线表达式为：1．2．1受力危险点处疲劳强度降低系数K。lgN’0-lgN[1疲劳强度降低系数是尺寸系数s、表面系数和有效应力．．+lgo-1Ngo-一【+llⅣ^g(IOU．9o"b)J．_．。go"一1l]J(【1l)

7、J一集中系数K的综合体现。各疲劳寿命特殊点处的疲劳强度降其中：Ⅳ为对称循环疲劳寿命iO-为寿命Ⅳ时的对称弯曲疲低系数为：N=10时，K=1；N=No时，K=K，／()。劳极限；O-一为对称弯曲疲劳极限；为材料强度极限；N。为从轮毂有限元分析和轮毂疲劳试验的结果知道，轮毂的受循环基数。力危险点在轮辐螺母座处，有效应力集中系数K=1．1；根据由铝合金材料数据表查得ZLIO1的强度数据：，=轮毂最大尺寸，查铝合金材料尺寸系数表得s=0．67；由于轮2009．7Automobi1eParts．．O．S．．1．．．．．．．．．．．．——研究与开发毂表面要

8、经过抛光处理，所以表面系数取表面加工系数值，即1．2．4受力危险点处Js一Ⅳ曲线的修正=1．0。考虑到低于疲劳耐久限的工作应力引起的疲劳损伤，采用N=