DP600钢制轮毂疲劳分析

摘要

轮毂是整个汽车中最重要的安全构件和组成构件之一。轮毂在整个使用过程中不允许发生疲劳破坏以及断裂。因此轮毂在使用之前要经过多项性能测试。
　　本文首先进行了原始板材的力学性能实验和疲劳实验，而后进行轮毂疲劳有限元分析。为了更直观的呈现DP600双相钢的力学特性，本文以台湾中钢的DP600双相钢JSH590Y和韩国浦项的普通低合金高强钢SPFH590为实验材料进行单向拉伸实验，各向异性实验和板成形实验。结果显示DP600双相钢具有以下特点：①屈服强度较低，屈强比小，塑性变形能力强，胀形能力较好，形状固定性好。②硬化指数较大，材料不易发生颈缩和局部应变累计，有较强的均匀变形能力。③厚向异性系数r值较小，在冲压过程中降低了板料中间部分起皱的倾向，有利于冲压加工和提高产品质量。因此DP600双相钢更适于做冲压成型轮毂的材料。本文还进行了DP600双相钢原始板材的疲劳实验，对15个轧制方向上的疲劳试件进行拉拉疲劳实验，并对实验数据进行分析处理，得到DP600双相钢的S-N曲线以及疲劳极限。首先用三维建模软件CATIA建立轮毂的几何模型，用有限元分析软件ANSYS建立轮毂的有限元模型，设置合适的边界条件，计算轮毂的应力分布云图和应力集中的位置。而后将 ANSYS计算得到的静力分析结果导入疲劳分析软件FE-SAFE，计算轮毂疲劳寿命，预测疲劳破坏位置。在有限元模拟的基础上，对钢制轮毂进行疲劳台架实验。对比发现实验结果与模拟结果基本吻合，进而验证了有限元模拟的可行性。

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第1章 绪论

1.1 概述

1.2 国内外相关研究状况

1.3 主要研究内容

第2章 原始板材机械性能实验和疲劳实验

2.1 原始板材的机械性能实验

2.2 材料疲劳实验

2.3 本章小结

第3章 钢制轮毂弯曲疲劳有限元分析

3.1 弯曲疲劳实验介绍

3.2 钢制车轮弯曲疲劳有限元建模

3.3 弯曲疲劳有限元结果分析

3.4 本章小结

第4章 钢制轮毂径向疲劳有限元分析

4.1 径向疲劳实验

4.2 钢制车轮径向疲劳有限元建立

4.3 径向疲劳有限元结果分析

4.4 本章小结

第5章 弯曲疲劳和径向疲劳实验寿命预测

5.1 疲劳寿命理论基础

5.2 疲劳研究的目的

5.3 弯曲疲劳与径向疲劳寿命预测

5.4 径向疲劳寿命分析

5.5 模拟寿命与实验寿命比较

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢