轿车转向节载荷谱提取及疲劳寿命预测

摘要

车辆在整车开发过程中，通常采用试验场耐久试验评价开发车型质量。在样车中存在的问题只能通过耐久试验发现，待问题解决后再开始新的一轮耐久试验，这种传统的方法试验周期长，增加车辆的研发周期。本文针对上述传统开发周期长的缺点，依据累积疲劳损伤理论将CAE疲劳耐久分析的方法引入产品在设计阶段初期，将耐久试验场可能出现的问题在设计阶段解决，缩短车辆开发周期。 首先，应用LMS软件中MOTION动力学模块对目标车辆进行整车动力学建模，并且通过试验的方法获得底盘件中橡胶衬套的刚度，以确保动力学模型的准确性。 其次，以试验场采集的道路载荷为研究基础，采用LMS中TWR虚拟台架迭代的方法将道路载荷谱在虚拟台架上进行迭代，复现车辆在试验场采集载荷谱时的状态，最后应用虚拟台架提取车辆底盘件中转向节的边界载荷谱。 通过试验方法验证转向节有限元模型的准确性，并且将材料的相关疲劳理论引入至汽车零部件疲劳开发的流程，依据Miner累积疲劳损伤理论计算出转向节在道路载荷谱作用下的累积损伤以及疲劳寿命。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 本文研究意义

1．2 汽车耐久性试验技术

1．3 汽车耐久仿真技术国内外研究现状

1．3．1 汽车载荷谱提取方法研究综述

1．3．2 疲劳耐久分析研究综述

1．4 本文主要研究内容

第2章 整车动力学模型建立

2．1 整车参数

2．2 前悬架动力学模型

2．3 后悬架动力学模型

2．4 衬套刚度参数获取

2．5 转向系

2．6 整车动力学模型

2．7 本章小结

第3章 转向节载荷谱提取

3．1 台架迭代原理

3．1．1 车辆系统数学模型

3．1．2 迭代求解

3．1．3 迭代判据

3．2 迭代目标信号路面

3．3 虚拟台架迭代

3．4 小结

第4章 转向节疲劳寿命分析方法研究

4．1 转向节疲劳寿命分析方法概述

4．1．1 疲劳分析中循环应力描述

4．1．2 疲劳寿命分析方法

4．1．3 疲劳预测方法

4．1．4 循环计数法

4．1．5 疲劳累积损伤理论

4．2 转向节疲劳分析技术路线

4．2．1 转向节材料特性曲线

4．2．2 平均应力修正

4．2．3 影响转向节疲劳强度的因素

4．3 本章小结

第5章 转向节疲劳分析

5．1 转向节有限元模型验证

5．1．1 转向节有限元模型

5．1．2 转向节模型验证结果

5．2 转向节模态分析

5．2．1 模态求解结果

5．2．2 边界载荷的频率范围

5．3 转向节单位载荷求解

5．4 转向节疲劳寿命预测结果

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 研究展望

致谢

参考文献

作者简介

发表论文和参加科研情况说明