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《基于有限元分析的车辆驱动桥壳台架加速疲劳试验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、国防科技大学学报第31卷第6期JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVol.31No.62009文章编号:1001-2486(2009)06-0106-04基于有限元分析的车辆驱动桥壳台架加速疲劳试验丛楠,陈循,尚建忠,梁科山(国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073)摘要:针对开展驱动桥壳台架加速疲劳试验对删减载荷谱的实际需求,提出了基于有限元虚拟台架试验获得删减载荷谱的试验与分析方法。在有限元仿真分析环境下
2、对某军用特种车辆驱动桥壳进行静强度试验、疲劳寿命预测、应变历程提取以及时间关联损伤分析等工作,得到了用于加速台架试验的删减载荷谱。台架试验表明,使用该方法获得的删减载荷谱能够在准确反映桥壳所受到的损伤同时,大幅缩短台架试验时间,证明了本文所述方法的实用价值。关键词:驱动桥壳;有限元分析;疲劳寿命;载荷谱+中图分类号:U46236;TP3919文献标识码: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驱动桥壳是承受行驶载荷的主要零件之一,由于其几何形状、加工工艺与工序复杂,较易因加工
6、缺陷发生疲劳破坏。为保证车辆行驶安全,在桥壳生产时必须定期从生产线中随机抽取样品进行一系列[1]的强度与疲劳试验。目前已有多种专门用于对桥壳进行疲劳试验的台架。为了尽可能准确地模拟车辆在行驶过程中对桥壳的载荷,台架试验的加载往往须以实车道路试验采集的载荷谱为依据。该采集谱在时间上与台架试验有11的关系,由于桥壳的寿命相对较长,如不对该载荷谱进行处理,台架试验将不具有加速性,意味着试验需要耗费大量的时间与人力物力投入。本文通过综合使用基于有限元的疲劳分析方法与疲劳编辑技术,使用MSC系列有限元建模与分析软件完成了对某军用特种
7、车辆驱动桥壳的有限元建模、疲劳关键部位和寿命预测、应变历程提取以及基于时间关联损伤分析的载荷谱编辑,在损伤等效的原则下,大幅缩短了试验时间,体现了基于有限元技术的虚拟疲劳分析对于桥壳零件疲劳试验的价值。1疲劳损伤预测与时域损伤关联基本原理随着车辆类型不同,驱动桥壳的预期寿命存在着很大差异。在对桥壳进行疲劳分析时,应根据实际对象的预期寿命,判断其发生的疲劳属高周疲劳或是低周疲劳。对于不同的疲劳类型,分析时应采用相[2]应的疲劳寿命预测方法。对于高周疲劳,一般应使用应力寿命(S-N)法;对于低周疲劳,则应使用应变寿命(E-
8、N)法。目前,两种方法通常均使用Miner线性累计损伤假设估计疲劳寿命,只是两种方法用于计算损伤的方法和依据有所区别。S-N法认为疲劳寿命与(经等效处理后,均值为0的)应力幅值呈某种对应的关系。E-N法则认为疲劳寿命是与应变存在对应关系。在计算损伤时,两种方法分别需已知材料的S-N曲线和E
