双支撑气缸疲劳分析及改进.pdf

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1、2015．03总第303期文章编号：1673-887X(2015)03—0043—04双支撑气缸疲劳分析及改进赵娜，翟晓杰(陕西法士特集团公司汽车传动工程研究院，陕西西安710119)摘要通过对双支撑气缸进行加筋结构改进，达到提高变速器的使用性能，延长变速器的使用寿命。利用有限元方法对双支撑气缸进行了应力分析和疲劳分析，并通过应变测试，证明分析模型和改进措施的有效性。关键词气缸疲劳有限元中图分类号$219．02文献标志码Adoi：10．39694．issn．1673-887X．2015．03．016Analysisand

2、ImprovementOiltheDoubleSupportCylinderFatigueZhaoNa，ZhaiXiaojie(AutomobileTransmissionEngineeringInstitute,FastGroupCO．．LTD,710119,Shanx~China)Abstract：Throughthereinforcedstructureimprovementofdoublesuppo~cylindertoimprovethetransmissionuseper-formanceandprolong

3、theservicelifeofthetransmission．Thispaperdidthestressanalysisandfatigueanalysisofthedou-blesupportcylinderbyusingthefiniteelementmethod，todemonstratetheefectivenessofanalysismodelandtheim—provementmeasuresthroughthestraintest．K~-yworas：Cylinder，Fatigue，Finiteelem

4、ent随着技术的发展，市场对变速器的性能要求越来越低档进气孔高，气缸做为变速器气动系统的主要执行元件，它的寿命进气孔直接影响整个变速器气动系统的可靠性与安全性【lJ。为了校核改进后双支撑气缸的强度，必须计算双支撑气缸在挂档时的受力情况。为了计算实际使用中的寿命，本文进行了疲劳分析圆。并且通过应变测试实验。双支撑气o缸农是汽业车变装速器备的执。行机构，它的主要功能即实现副箱的高低挡换挡，工作的原理『31如图1所示。主箱在空挡位置时，气路控制阀打开，来自于车辆的压缩空气进入气路换向阀。当手柄在低挡的时候，压缩空气从双支图1气

5、缸挂挡原理图撑气缸的低挡进气口进入，从而推动活塞向右运动，拨叉Fig．1Schematicdiagramofcylinderengageinggear带动同步器滑套朝右移动，挂低挡；当手柄在高挡的时候，1有限元模型的建立及受力情况压缩空气从双支撑气缸的高挡进气口进入，从而推动活塞向左运动，拨叉带动同步器滑套朝左移动，挂高挡。为了计算气缸的强度，最大限度的模拟变速箱在换挡收稿日期2015—03-10作者简介赵娜(1984-)，女，陕西人，助理工程师，研究方向：结构强度与疲劳。AGRICULTURALTECHNOLOGY&E

6、QUIP曼143农业装备赵娜翟晓杰：双支撑气缸疲劳分析及改进(3)计算时加载方式可能会影响到计算结果。模型的8+}(4)加载方式是将通过活塞的7个大气压的力转化为叉角上最大主应力为：的压强力，实际中，力有可能达不到7个大气压这个数值。O'~-E·一(5)6结论表4实验结果与计算结果对比Tab．4Theexperimentalresultscomparedwimthecalculationresults本文对双支撑气缸进行了应力分析，展现了它的应力一实验与‰实验与分布状况，本文通过分析可以看出双支撑气缸存在应力集气缸名——

7、计算偏差——计算偏差实验值计算值实验值计算值中部位，与实验时气缸疲劳断裂的部位一致。依据应力分析的结果对气缸进行了疲劳强度校核，并对双支撑气缸进行了加筋改进，从设计、应力计算、疲劳分析和实验等各个环节进行了分析计算，证明了改进之后的双支撑加筋气缸由表4可以看出：有限元计算结果与实验结果相比优于改进之前，满足疲劳寿命要求。较，有差别但不大在合理范围之内，说明有限元计算模型是正确的，气缸的改进是有效的。计算值与实验数值存在参考文献偏差，可能的原因如下：[1]王望予．汽车设计[M】．北京：机械工业出版社，2003：134．(1

8、)实际贴片的位置与理论模型的应力集中点有一定[2]孙立军，李峥，张涛．气缸可靠性试验装置的研制液压与气动偏差。2008(8)：45—48．(2)材料的弹性模量、泊松比等参数设置可能会影响【3]王勖成-有限单元法『l．北京：清华大学出版社，2003：178．到应力集中处(应变花位置)的应力数值。[4]徐灏．疲劳强度设计