横向稳定杆的疲劳寿命分析与结构优化_张弥涛

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1、第40卷第2期昆明理工大学学报(自然科学版)Vol．40No.22015年4月JournalofKunmingUniversityofScienceandTechnology(NaturalScienceEdition)Apr．2015doi:10．16112/j．cnki．53－1223/n．2015．02．008横向稳定杆的疲劳寿命分析与结构优化11122张弥涛，闫汝真，陈振斌，周继军，陈迅晓(1．海南大学机电工

2、程学院，海南海口570228;2．海南热带汽车试验有限公司，海南琼海571400)摘要:横向稳定杆是汽车悬架中的重要结构部件，当其疲劳断裂发生时将会严重危害车辆行驶的安全性．为解决某公司一款新车型开发试验中横向稳定杆发生断裂的问题，首先通过有限元分析来确定横向稳定杆的危险截面，确定其疲劳热点并采集其在试验场条件下所受到的实际载荷;并利用雨流计数所得的载荷对其进行分析，运用局部应力应变法、Miner准则、考虑横向稳定杆的应力集中预测出横向稳定杆的疲劳寿命，并且对其结构进行了修正;最后为了提高其疲劳耐久性，通过

3、分析横向稳定杆壁厚与疲劳寿命的关系得出满足设计要求的最优结构．关键词:横向稳定杆;有限元分析;雨流计数法;疲劳寿命;壁厚中图分类号:U463.45文献标志码:A文章编号:1007－855X(2015)02－0052－09FatigueLifeAnalysisandStructuralOptimizationofHorizontalStabilizerBar11122ZHANGMi-tao，YANＲu-zhen，CHENZhen-bin，ZHOUJi-jun，CHENXun-xiao(1．FacultyofM

4、echanicalandElectricalEngineering，HainanUniversity，Haikou570228，China;2．HainanTropicalAutomobileTestCo．，Ltd，Qionghai，Hainan571400，China)Abstract:Horizontalstabilizerbarisanimportantstructureinautomotivesuspensionpartssinceitwillcausese-riousdamagetothevehi

5、clewhenthefatiguefractureoccurs．Inordertosolvethefractureprobleminanewmod-elbyacompany，thefiniteelementanalysisisadoptedtodeterminethedangeroussectionandthefatiguehots-pot．Theactualloadisacquiredintheprovingground．Therainflowisusedtocalculateandanalyzethel

6、oad．Thefatiguelifeispredictedandmodifiedbythepartialstress－strainmethod，MinerCriterionandconcentrationofthehorizontalstabilizerbar．Finally，therelationshipbetweenthelateralstabilizerbarwallthicknessandfa-tiguelifeisanalyzedtoobtaintheoptimalstructuretoimpro

7、vethefatiguedurability．Keywords:horizontalstabilizerbar;finiteelementanalysis;therainflowcalculationmethod;fatiguelife;wallthickness0引言为了减小车身在车辆高速行驶过程中转向时发生的横向角振动，提高车辆的安全性、稳定性、舒适性，通常在悬架系统中加入横向稳定杆．5某公司在一款新车型的研发过程中，根据用户实际需求设定横向稳定杆疲劳寿命为2×10km，但在5试验场测试时发现其在1.3

8、3×10km时即发生疲劳破坏．本文针对这一问题进行了研究．首先通过有限元分析预测其危险截面，并针对预测结果进行实际载荷采集;再将所获得的实际载荷经过雨流处理后导入收稿日期:2014－09－04．基金项目:海南大学中西部计划学科重点领域建设项目(ZXBJH－XK015)．作者简介:张弥涛(1989－)，男，硕士研究生．主要研究方向:车辆耐久性和车用生物质能源技术．E－mail:18689775463@163.com