汽车车轮疲劳寿命预测方法的研究
疲劳寿命预测方法概述_龙老虎
如 发动 机气 缸 阀 门弹 簧
。
、
汽 轮 机叶 片
、
一 般机 械等 仁 J 是 一 种控制 疲劳 裂纹萌 生 的疲 劳寿 命 预测 方 法
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疲劳 寿 命预 测
控 制裂 纹 发
展 阶段 段
基 本 原理 理
控制 裂纹 纹 萌生
控制 扩 裂纹 展纹
断裂 力 学方 法
唯 象方法 法
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损 伤容 限
疲 劳设 计
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永 远 不 会 断裂
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另 一 种 无 限寿命 设 计 方 法 是 从 断裂 力学 的角 度 认 为 当 零 件 的应 力 强 度 因 子 幅
,
八 K
小于
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该 材 料 的疲 劳 裂纹 扩 展 门槛 值 时 就 不 会 有疲 劳裂 纹扩展 发 生 从而 该零 件 也 永 远 不 会断 裂 具有 无 限寿 命 会断 裂
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。
铝合金车轮的有限元分析与疲劳寿命预测
有限元分析软件的使用,将使铝轮产品的设计周期大大缩短,同时提高产品设计的精确程度,有限元的优化设计将推动整个铝轮行业的迅速发展,它彻底抑制了不合理、错误的结构设计,使铝轮的运转更加安全和迅捷.
6.学位论文周堃汽车用铝合金车轮低压铸造过程的数值模拟及其疲劳性能分析2009
铸造过程计算机模拟与仿真同结构有限元分析技术是信息科学、材料科学、工程力学及计算机图形学等各种学科的交叉科学,是先进制造科学的重要前沿领域。针对传统凭借经验设计制造车轮的过程中存在设计造型盲目性大、铸件成品率低、检测周期长的问题,本论文采用了计算机辅助造型技术及有限元分析方法,研究了车轮从初始造型设计到铸件生产过程数值模拟,最后到产品结构疲劳性能分析的全过程,这样能够迅速发现产品设计和生产中存在的问题,通过优化设计,提高产品成品率同时改善结构薄弱环节以缩短开发周期、降低成本,主要研究内容如下:
然而,车轮结构的弯曲疲劳试验和冲击试验均为动态试验,因此,有必要对其建立动态有限元分析模型,从而更准确地得到车轮结构在试验条件下的响应情况。首先,对车轮结构进行了弯曲疲劳试验和冲击试验条件下的模态分析,分析了车轮结构的模态振型和特点;然后,对车轮结构进行了旋转弯矩动态分析,发现在弯曲疲劳试验中车轮结构中的应力是非对称循环应力。针对两种弯曲疲劳试验装置工作原理的不同,对车轮结构进行了离心力分析,通过分析表明两种试验装置的试验结果是一致的。
能的有限元分析-机械设计与制造2009,""(5)
利用三维建模软件ug和有限元分析软件Ansys建立某款轿车铝合金车轮的弯曲疲劳试验力学分析模型.结合铝合金的材料特性,通过Ansys的结构分析模块研究螺栓预紧力、旋转离心力和试验弯矩对车轮结构强度的影响以及车轮结构的应力应变分布规律,找出应力集中区域.通过与实际试验结果的比较,验证了有限元分析结果的准确性.
基于有限元分析的轿车后桥疲劳寿命预测
2004123基于有限元分析的轿车后桥疲劳寿命预测彭 为 靳晓雄 左曙光(同济大学汽车学院,上海 200092) [摘要] 利用实测道路载荷时间历程,结合后轿有限元模型和材料属性,用LMS FALANCS 软件来预测轿车后桥的疲劳寿命,其分析结果与道路试验结果基本一致。
叙词:耐久性,有限元模型,疲劳寿命,预测,仿真Fatigue Life Prediction of Car ’s Rear Axle Based on FEM AnalysisPeng Wei ,Jin Xiaoxiong &Zuo ShuguangA utomobile School ,Tongji U niversity ,S hanghai 200092 [Abstract] Based on the load history acquired by road test ,in combination with FiniteElement (FE )models of car ’s rear axle and material properties ,the fatigue life of car ’s rear axle is predicted by using LMS FALANCS.The analysis results coincide with the road test very well.K eyw ords :Durability ,Finite Element model ,F atigue life ,Predict ,Simulation 原稿收到日期为2003年11月10日,修改稿收到日期为2004年1月4日。
1 前言近年来,基于计算机辅助工程(CAE )的汽车零部件数字化寿命预测逐渐在世界各大汽车公司得到应用。
在许多情况下,分析人员可以预测疲劳危险点的位置,比较在给定的载荷下部件的不同设计造成疲劳寿命的差异。
轮对疲劳寿命预测理论与方法研究
轮对疲劳寿命预测理论与方法研究第一章绪论近年来，随着铁路运输行业的发展，轮对的疲劳寿命成为了人们关注的焦点。
因为轮对的故障不仅对运输效率造成影响，还可能引起严重的事故。
因此，轮对的疲劳寿命预测理论与方法的研究具有重要的实际意义。
第二章轮对疲劳寿命预测理论轮对的疲劳寿命与其寿命分布规律有着密切的关系。
日常使用中，轮对受到的载荷往往是不均匀的，从而导致局部区域的疲劳损伤累积，最终导致整个轮对的损坏。
因此，对轮对的疲劳寿命进行预测需要研究其寿命分布规律。
目前，轮对的疲劳寿命预测理论主要包括基于贝叶斯统计的方法、基于蒙特卡洛模拟的方法、基于计算机仿真的方法、基于有限元分析的方法等。
其中，有限元分析方法是最为常用的方法，其原理是将轮对的材料性质、载荷条件、形状尺寸等因素作为输入，通过数值计算得到轮对的疲劳寿命分布规律。
第三章轮对疲劳寿命预测方法基于有限元分析的方法是目前最为常用的轮对疲劳寿命预测方法，其核心是确定轮对的疲劳损伤分布规律，并据此预测轮对的疲劳寿命。
该方法的具体步骤包括：1. 建立轮对的有限元模型，包括轮辋、车轮胎等部件。
2. 确定轮对的载荷状态，包括轴重、车速等参数。
3. 使用有限元分析软件计算轮对的应力分布和应变分布。
4. 利用疲劳损伤积累理论计算轮对的疲劳寿命分布规律。
5. 对结果进行分析、评估和优化。
需要注意的是，该方法需考虑轮对所处环境的影响，如温度、湿度等因素。
另外，对于实际运营中所受到的不同行车条件，需采用多种载荷组合进行仿真，以确保预测结果的准确性。
第四章影响轮对疲劳寿命的因素轮对疲劳寿命受到多种因素的影响，下面列举部分主要因素：1. 轴重：轮对所受的轴重是影响疲劳寿命的主要因素之一。
2. 转向架结构：不同的转向架结构对轮对的疲劳寿命影响较大。
3. 材料特性：轮对材料的强度、韧性等性质决定了其疲劳寿命的上限。
4. 运营环境：温度、湿度、行车速度等环境因素会影响到轮对的疲劳寿命。
车轮径向疲劳试验有限元仿真及疲劳寿命估算
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针对 目前双摆角数控铣头研究现状中亟待解决的精度和扭
ｒｌｆｒａｅ ｈｅｓ ｕｔｒ ｉｐｏｅ ｎ ｏｅｏ ｒ ｅｌｔ ｃｕｅ ｍ ｒｙｍｅｔ ｌ ｗ ｒ ｔ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｈｅ ｌ Ｒｉ ； Ｗ ｅ ； ｍ Ｒａｄｉ ａ ｉ ｕｅｔ ｓ ； ａｌ ｔｇ ｅ ｔＦＥＭ ｉ ｕｌ ｔｏ Ｆａ ｉ ｕｅｌ ｅ ｆ ｓｍ ａ ｉ ｎ； ｔｇ ｆ ｉ
【 摘
要】 采用有限元分析方法， 建立汽车车轮有限元模型， 模拟车轮径 向疲劳试验施加合理的栽
荷及 边界条 件 。通过 分析 车轮 试验过 程 中的应力 变化 情 况 ， 出高应 力集 中区域及其各 主应 力值 ， 用 得 运
疲劳寿命计算理论及 Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 软件估算车轮 的疲劳寿命。 通过与车轮径向疲劳试验结果进行比较 ， 结果
验进行仿真模拟及疲劳寿命估算 ， 的是得到此车轮在动态径向疲 １７ ０ 目 ２ ６ 个单元和 ５ ２３个节点口如 图 ２ ０９ ， 所示 。 不考虑轮辐和轮辋
★ 来稿 日 ： １— ８ ０ ★基金项 目： 期 ２ ０ ０—６ ０ 厦门市科技计划 高校创新项 目（５ ２ ２ ｏ ３ ４ ） ３ Ｏ ｚ ｏ ８ ０ ４
新型双摆角数控铣头。
矩兼顾问题 ， 研究精度保证技术和采用提高扭矩 的方案 ， 设计 出 参考文 献
（） １进行 了整体结构和传动方 案的分 析和论证 ；２采用力 （）
《铝合金车轮双轴疲劳试验数值模拟研究》
《铝合金车轮双轴疲劳试验数值模拟研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，车轮作为汽车的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到汽车的安全性和舒适性。
铝合金车轮因其轻量化、耐腐蚀、散热性好等优点，在汽车制造领域得到了广泛应用。
然而，铝合金车轮在使用过程中会受到复杂的应力作用，特别是双轴疲劳试验中的性能表现尤为关键。
因此，本文通过数值模拟的方法对铝合金车轮双轴疲劳试验进行了深入研究。
二、铝合金车轮材料与结构特点铝合金车轮具有轻量化、耐腐蚀、散热性好等优点，其材料主要由铝、铜、镁等元素组成。
在结构上，铝合金车轮通常采用铸造或锻造工艺制成，具有较高的强度和韧性。
此外，铝合金车轮的表面处理技术也日益成熟，如喷涂、电镀等工艺，提高了车轮的耐腐蚀性和美观度。
三、双轴疲劳试验原理及方法双轴疲劳试验是一种模拟实际行驶过程中车轮所受应力情况的试验方法。
该方法通过施加交替的弯曲和扭转力矩，使车轮在两个相互垂直的轴向上产生交变应力。
通过对车轮在试验过程中的应变、应力及疲劳寿命等数据进行监测和分析，可以评估车轮的抗疲劳性能。
四、数值模拟方法及模型建立本文采用有限元分析方法对铝合金车轮双轴疲劳试验进行数值模拟。
首先，根据实际车轮的几何尺寸和材料属性建立有限元模型。
其次，根据双轴疲劳试验的加载条件和边界条件，设置有限元模型的载荷和约束。
最后，通过求解有限元模型，得到车轮在双轴疲劳试验过程中的应力、应变及疲劳寿命等数据。
五、模拟结果分析通过对铝合金车轮双轴疲劳试验的数值模拟，我们得到了以下结果：1. 应力分布：在双轴疲劳试验过程中，车轮的应力分布呈现不均匀性，主要集中在轮辐和轮辋的连接处以及轮辐的弯曲部位。
2. 疲劳寿命：根据数值模拟结果，铝合金车轮在双轴疲劳试验中的疲劳寿命与实际使用情况相符，验证了数值模拟方法的可靠性。
3. 影响因素：通过对不同参数的模拟分析，我们发现材料属性、结构尺寸、加载条件等因素对铝合金车轮的双轴疲劳性能具有显著影响。
基于城市轿车循环行驶工况的汽车轮毂疲劳寿命预测
基于城市轿车循环行驶工况的汽车轮毂疲劳寿命预测
孙建鹏;宋渊
【期刊名称】《农业装备与车辆工程》
【年(卷),期】2014(52)4
【摘要】以16×7J铝合金轮毂为研究对象,依据国内城市轿车循环行驶工况,分析轮毂行驶载荷谱,此种编谱方法可以真实反映轮毂所受载荷大小和作用位置.通过有限元分析得到轮毂受力危险点的应力-时间曲线,提取每一循环修正后的应力幅值编制应力谱.依据疲劳分析理论结合轮毂的S-N曲线,把应力幅值作为疲劳分析的基本参数,将改进的Miner公式用于轮毂的疲劳寿命预测,最终以“循环公里数”度量轮毂疲劳寿命.
【总页数】4页(P28-31)
【作者】孙建鹏;宋渊
【作者单位】230009安徽省合肥市合肥工业大学机械与汽车工程学院;230009安徽省合肥市合肥工业大学机械与汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U461.7;U463.34
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S.H.BAEK;S.S.CHO;W.S.JOO;阎锋
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疲劳强度寿命预测
疲劳强度寿命预测疲劳强度寿命预测疲劳强度寿命预测是一项重要的工程任务，它可以帮助我们预测机械零件在特定的应力水平下的使用寿命。
这对于确保机械设备的可靠性和安全性至关重要。
下面是一种基于步骤思考的方法来进行疲劳强度寿命预测的例子。
第一步：收集材料数据首先，我们需要收集材料的相关数据。
这包括材料的化学成分、晶体结构、弹性模量、屈服强度、断裂韧性等。
这些数据将为后续的疲劳强度寿命预测提供基础。
第二步：确定应力历史接下来，我们需要确定机械零件所承受的应力历史。
这可以通过分析零件的工作环境和使用条件来得出。
应力历史可以包括各种载荷情况，如静载荷、动载荷和交变载荷。
第三步：计算应力幅值和平均应力根据确定的应力历史，我们可以计算出应力幅值和平均应力。
应力幅值表示应力的波动范围，而平均应力表示应力的平均水平。
这两个参数对于预测疲劳寿命非常重要。
第四步：制定S-N曲线通过进行疲劳试验，我们可以得到不同应力水平下的疲劳寿命数据。
根据这些数据，我们可以制定S-N曲线，即应力与循环次数之间的关系曲线。
这个曲线将成为我们预测疲劳寿命的依据。
第五步：使用Miner法则进行疲劳寿命预测利用Miner法则，我们可以将不同应力水平下的循环次数加权，并将它们求和得到预测的疲劳寿命。
Miner法则基于假设，即不同应力历史的叠加对于疲劳寿命的影响是可加的。
第六步：验证预测结果最后，我们需要验证预测结果的准确性。
这可以通过进行疲劳试验来比较实际寿命和预测寿命来实现。
如果实际寿命与预测寿命接近，则说明我们的预测模型是可靠的。
总结：疲劳强度寿命预测是一项复杂的工程任务，需要进行多个步骤的分析和计算。
通过收集材料数据、确定应力历史、计算应力幅值和平均应力、制定S-N曲线、使用Miner法则进行预测，并验证预测结果的准确性，我们可以得出机械零件在特定应力水平下的使用寿命。
这将有助于确保机械设备的可靠性和安全性。