悬架下摆臂的疲劳寿命分析_史建鹏

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1、汽车工程2013年(第35卷)第3期AutomotiveEngineering2013(Vol．35)No．32013050*悬架下摆臂的疲劳寿命分析12史建鹏，管欣(1.东风汽车公司技术中心，武汉4300582.吉林大学，汽车动态模拟国家重点实验室，长春130025)［摘要］根据汽车悬架下摆臂所受的极限静载工况下的结构应力分析、道路载荷作用下的疲劳损伤分析和常用行驶工况下的疲劳寿命等分析，采用CAE与台架和道路试验相结合的方法，从多体动力学得到载荷值，应用“惯性释放法”获得不同工况下，下摆臂的应力分布特征;据此确定易出现疲劳损伤的部

2、位，为下摆臂探索出一种一体化疲劳寿命分析方法;采用该方法对某型汽车下摆臂进行分析的结果表明，受到的应力下降10MPa时，疲劳寿命约能提高1倍。关键词:悬架下摆臂;载荷;应力;疲劳寿命FatigueLifeAnalysisofLowerSuspensionArm12ShiJianpeng＆GuanXin1.DongfengMotorCorporationTechnicalCenter，Wuhan430058;2.JilinUniversity，StateKeyLaboratoryofAutomobileDynamicSimulation

3、，Changchun130025［Abstract］Basedontheanalysesonthestructuralstressofstaticloadsinextremecondition，thefatiguedamageunderroadloadsandthefatiguelifeinnormaldrivingconditionsforlowersuspensionarmandcombiningCAEtechniquewithroadtest，theloadvaluesareobtainedwithmulti-bodydynam

4、ics，andbyapplyinginertiareliefmethodthestressdistributionfeaturesoflowersuspensionarmareacquired，andbasedonwhichthelocationsarei-dentifiedwherefatiguedamagesareeasytooccur．Thusanintegratedfatiguelifeanalysistechniqueforlowersus-pensionarmisexplored，usingwhichtheanalysis

5、onthelowersuspensionarmofarealvehicleisconductedwitharesultshowingthatforthisspecificsituationareductionofstressby10MPacanleadtonearlyadoublinginfatiguelife．Keywords:lowersuspensionarm;load;stress;fatiguelife本文中根据极限静载工况下结构应力、道路载前言荷作用下的下摆臂疲劳损伤和常用行驶工况下的疲劳寿命等的分析，应用CAE与台架试验

6、分析技术和关于下摆臂疲劳寿命的研究主要包括:应用结疲劳理论，采用一体化疲劳寿命分析方法，从多体动构有限元方法提升部件疲劳寿命和以台架试验为基力学得到载荷值，应用“惯性释放法”获得不同工况础的多轴向疲劳寿命加载模式的分析方法。在应用下的下摆臂应力分布特征;据此确定易出现疲劳受［1－2］结构有限元方法提升部件疲劳寿命的分析中，损的部位，进行疲劳寿命分析，使产品达到产品的疲通常未考虑下摆臂在车辆实际行驶工况中所受的载劳寿命要求。［3］［4］荷，难以准确预测和设计其疲劳寿命;在以台架［5］试验为基础的多轴向疲劳寿命加载模式的分析中1随机载荷激

7、励的疲劳分析机理［6］缺少理论支持，不能较好地指导下摆臂的设计。*国家高技术研究发展计划(2008AA11A123)和吉林省科技厅科技发展计划重点项目(20086006)资助。原稿收到日期为2011年9月21日，修改稿收到日期为2011年11月8日。2013(Vol．35)No．3史建鹏，等:悬架下摆臂的疲劳寿命分析·257·［9－11］汽车行驶时所受载荷主要源于路面的不平度。随着CAE分析技术的进步和疲劳理论的悬架系统的下摆臂主要承受由汽车加速、减速、转弯发展，零部件的强度设计由原来的主要依据静强度和跳动引起的x、y、z向的力和力矩

8、(x:汽车行驶方指标和无限寿命设计，发展到产品有限寿命设计，大向;y:汽车的侧向;z:汽车的垂向)，即传递作用在车大提高了产品的使用可靠性，降低了产品的开发成［7］轮和车身之间的力和力矩，因而承受着动应力的本。本文中采用