轮心六分力作用下车身疲劳寿命分析与改进
轻型汽车技术２０１２（５／６）总２７３／２７４ 技术纵横 １７
轮心六分力作用下车身疲劳寿命分析与改进
沈磊 张守元郁 强 张一京
（南京汽车集团有限公司汽车工程研究院）
‘ 摘要 准确提取悬架连接点载荷是车身疲劳耐久性分析的关键。本文基于某轻型客车新车
研发过程中测取的道路试验轮心六分力数据，研究单独采用悬架模型进行车身连接点疲
劳载荷提取的准确性，为低成本准确获取车身疲劳耐久分析输入载荷提供了一种可行方 法。在某国产轻型客车研发过程中，利用该方法对车身优化前后进行疲劳寿命分析，取得 良好效果。 关键词：六分力悬架疲劳载荷谱 疲劳寿命分析
１ 前 言
现代机械工业中，有８０％以上的结构强度破坏
是由疲劳破坏造成Ｉ１］，随着机械产品运转速度提高和 高强度钢的使用，疲劳破坏更加普遍。车身是汽车的
主要承载部件，尤其轿车、客车等承载式车身，是悬 架、发动机和车身附件的安装基础，承受来自路面、 发动机等各种交变载荷，其疲劳强度性能对保证汽
车产品安全和可靠性至关重要。现代汽车工业竞争 日益白热化，为缩短研发周期，节约成本，疲劳耐久
性ＣＡＥ分析受到极大重视。近年来综合有限元方法
和多体动力学的车身耐久性ＣＡＥ分析研究取得一 定进展，清华大学朱涛等通过同时测取四个车轮的
六分力数据，进行了白车身和焊点疲劳寿命分析＿２’３】。 由于六分力仪价格昂贵，同时测取四个车轮六分力 需要四套传感器，试验成本过高。本文结合国内某汽
车集团新型客车开发项目，单独对前后车轮测取六 分力信号，采用前后悬架动力学模型提取车身连接
点载荷，并对方法准确性进行验证，取得满意结果。 利用该方法提取的载荷谱对车身优化前后进行疲劳
寿命分析，经试验验证取得良好的效果。
２道路载荷谱采集
对开发过程中的某轻型客车进行道路耐久性试 验，分别在该车前轮和后轮轮心安装六分力传感器
和加速度传感器，测量车辆在各种路面行驶时轮心 三个方向承受的力（Ｆｘ／Ｆｙ／Ｆｚ）、力矩（Ｍｘ／Ｍｙ／Ｍｚ）和转向
节顶部加速度（Ａｘ／Ａｙ／Ａｚ）数据，其中左前轮六分力传 感器如图１。
图１六分力传感器
试验在国内某试车场进行，分别在车辆空载和
满载状态下测试，试验路面包括强化坏路、高速跑 道、乡村坏路等９类，强化坏路又分为卵石路、条石
路、搓板路等１１种，通过ＧＰＳ卫星测取的试验车一 般公路路面行驶路线如图２，此段公路为加积镇至
博鳌镇连接路段，沥青路面，该路段路面宽阔，较为
平直，符合Ａ级路面试验要求。 强化坏路下通过数据采集仪获取的右前轮六分
力垂向力信号如图３，共１０００秒。
１８ 技术纵横 轻型汽车技术２０１２（５／６）总２７３／２７４
图２试验车一般公路行驶路线
町１ ｌｓ） 图３右前轮六分力试验数据
３悬架连接点载荷谱提取
对车身的疲劳寿命分析需要提供钢板弹簧、扭 杆、减震器等１０处悬架与车身连接点载荷谱，由于
耐久性试验中前后车轮六分力并非同时提取，如果 在整车多体动力学模型中将此作为输入，会由于静 态不平衡导致仿真失败。本文通过ＭＳＣ．Ａｄａｍｓ软件
建立试验车前、后悬架多体动力学模型如图４、５，其
中稳定杆和多片钢板弹簧采用梁单元模拟，调整前 后悬架刚度和阻尼与实车一致。单独对前、后车轮进
行六分力加载，获取车身连接点载荷。
图４前悬架疲劳载荷提取模型
图５后悬架疲劳载荷提取模型 为验证仿真结果准确性，分别比较了模型添加／ 不添加轮胎、连接点固定和施加簧载质量四种分析
方法。车身疲劳破坏大多发生在满载状态下强化坏 路和乡村坏路两种路面，为加快疲劳分析，只用此两
种路面下满载状态测取的六分力数据进行加载，输 出车身连接点三个方向力和力矩，同时输出与试验 测点对应的转向节顶部加速度，以方便与试验数据
进行对比验证。 采用车身连接点固定，前悬架添加／不添加轮 胎模型进行分析，以乡村坏路测取的两前轮六分力
数据作为输入，得出转向节顶部垂直ｚ向加速度１０ 秒仿真结果如图６，实线为不包含轮胎的仿真结果，
图中可以看出，不添加轮胎时加速度响应明显偏大， ｌ０秒内的加速度均方根值６．９１３ｍ／ｓｚ，比添加轮胎模
型的分析结果４．６０３ ｍ／ｓ 大３３．４２％。在相同输人条 件下分别对添加轮胎，车身连接点固定前悬架模型
和添加轮胎，车身连接接点施加簧载质量前悬架模 型进行分析，转向节顶部垂直Ｚ向加速度１０秒仿真 结果如图７，可以看出，两者结果基本一致，连接点
固定模型１０秒内均方根值４．６０３ ｒｒｄｓｚ，施加簧载质
量模型１０秒内均方根值４．９４７ｍ／ｓｚ，频域内最大峰值 都出现在０．５Ｈｚ，说明将连接点固定进行载荷提取对 分析结果影响不大。将连接点固定模型得出的转向
节顶部垂向加速度分析结果与相应试验结果比较， １０秒内时域数据如图８，实线表示试验结果，均方根
值４．１５５ ｒｎ／ｓｚ，虚线为仿真结果，均方根值４．６０３ ｍ／ｓ ，两者相差９．７％，频域数据如图９，峰值频率均
在０．５Ｈｚ，这说明利用包含轮胎的前悬架模型进行疲
劳载荷提取，将车身连接点固定，无须考虑簧载质量 能够取得与试验一致的分析结果。利用该模型仿真 提取的左前悬架车身连接点垂向载荷与试验测取的
左前车轮六分力垂向输入力比较，截取１秒内时域 数据如图１０，实线表示仿真结果，此即为疲劳计算
所需载荷谱，虚线为试验数据，可以看出两者幅值大 小基本一致，传递至车身连接点的垂向力稍大于轮
心作用力，且存在一定时间延迟。
４车身疲劳寿命分析
白车身疲劳寿命计算需要获取结构单位载荷应 力场、车身连接点载荷谱和材料疲劳ｌ生能曲线三个
输入条件。局部应变法，即应用材料的应变一寿命曲 线（ｅ—Ｎ曲线）
进行疲劳寿命计算是目前广泛应用的 轻型汽车技术２０１２（５／６）总２７３／２７４ 技术纵横 ｌ９
图６前悬架转向节顶部垂直方向加速度时域仿真结果
＿茹鞲？＝
ｌＩ． Ｊ ｋＪｊＩＩｌｌＩ ４ 曲 ＩＩ４ ＩＪｌ ． 【ｌＩＩＪ ｌ
『ｒ『ｌ『１ ｝Ｉｆ 盯 哪
．．一（，） 图７前悬架转向节顶部垂直方向加速度时域仿真结果
时一（●＇ 图８前悬架转向节顶部垂直方向加速度时域仿真与试验结果
囊事（№） 图９前悬架转向节顶部垂向加速度频域仿真与试验结果
图１ ０左前车轮垂向输入力与左前悬架连接点垂向力比较
方法，它能有效计入缺口、焊缝、应力集中等现象所 产生的局部循环塑性变形效应，其表达式为： ‘
￡ ： ＋ｆ１（１） ￡ ＋ｌ ） （ 式中 ｓ ——应变幅值
——应力幅值
Ｅ一弹性模量
１ 一循环强度系数 环应变硬化指数
１９４５年Ｍｉｎｅｒ提出的Ｐａｌｍｇｒｅｎ—Ｍｉｎｅｒ线形累 计损伤法则是应用最广泛的疲劳损伤理论，该理论
假设：试样所吸收的能量达到极限值ｗ时产生破
坏。在此假设下，若作用在试样上的加载历史由ｍ 个不同的应力水平构成，各应力水平下的循环次数
为ｎｌ，ｎ …，ｎｍ，疲劳寿命为Ｎ ，Ｎ …，Ｎ ，则线形叠加总 损伤为：
Ｄ：∑ ｎｉ （２） ｉ＝ｌ ｌ ｉ 当Ｄ＝Ｉ时，试样吸收的能量达到极限值ｗ，试
样破坏。 基于式（１）、（２）并结合循环应力一应变曲线和材 料８一Ｎ曲线，便可计算随机载荷作用下的构件疲
劳寿命。ＣＡＥ方法进行疲劳寿命分析流程如图１ １。
图１１疲劳分析流程图
某国产研发轻型客车项目中，道路实验出现多 处车身开裂，通过对车身关键件灵敏度分析与动态
优化设计，修改车身结构并在薄弱区域增加加强件 和焊点、焊缝等，如图１２、１３。
图１２
增加的车身钣金件 轻型汽车技术２０１２（５／６）总２７３／２７４ 技术纵横 ２１
的影响，大大节省了研发时间和研发费用，而准确获 取车身连接点载荷是分析结果可信的关键。本文以
开发中的某轻型客车为平台，研究了利用悬架模型 进行车身连接点载荷提取方法，分析了多种悬架模
型方案及其仿真结果并与试验结果进行对比，得到
一种能够准确提取车身连接点载荷的悬架多体动力
学仿真方法。本文方法只需对前后车轮六分力分别 测量，对降低试验成本，提高车身疲劳分析结果可信
度具有重要意义。在某轻型客车研发过程中，利用该 方法提取的载荷谱对车身改进前后进行疲劳寿命分
析，经试验验证取得良好效果。 参考文献
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ＴＲＷ推出具汉字识别功能的触控板
４月５日，ＴＲＷ（天合）汽车控股集团今日发布了一款 内装有先进手写识别软件的新型电容触控板传感器，可以支
持或帮助驾驶员和乘员互相协作及操控各项车载功能。该款 新型触控板具有多项优势：能够提供更佳的人机界面
（ＨＭＩ）、更强的识别功能、更小的包装及更自由的驾驶舱设 计等。 ＴＲＷ车身控制系统高级工程经理Ｆｒａｎｋ Ｋｏｃｈ表示：“
移动连接技术的发展启发了我们在驾驶员与车载应用之间 创建一种更方便使用、更舒适、更安全的单点接触。研究表
明，在车内应用手写识别系统将比应用数字字母键盘减少
７８％的驾驶偏差。“ ’ 手写识别触控板可以作为独立产品，也可用作多功能控制面板。用户用一根手指在触控传感区域内“写
下”单个字符后，软件将会对其进行解读，并发出反馈音确认。触控传感器不仅能够识别手写数字、字母或符 号，它的单一触点还能用来拨打移动电话、开启导航系统、收听收音机，以及发送信息，甚至很有可能替代某 些简单的车内开关。
Ｋｏｃｈ还表示：“该系统的一个关键特性，就是它能够识别手写输入，并能直观快速地操控５口Ｚ＿种应用。第一
次，用户能够直接输入如汉字这样的符号，而无需借助任何辅助设备通过输入拉丁字母来转换，汉字只是一 个例子，您还可以输入多种其他文字符号。触控板技术在全球汽车市场具有很大的发展潜力。”
多功能控制器的设计和安装都极为灵活，可按客户要求进行开发。ＴＲＷ的测试表明，中控台或车门扶手 处是多功能控制器的最佳安装位置。新型触控板技术将于２０１ ２年投入生产。
（盖世汽车网）
某商用车白车身结构疲劳寿命分析与优化设计
某商用车白车身结构疲劳寿命分析与优化设计
作者：湖南工业 李明 李源 陈斌
摘 要：本文基于应力分析结果，采用有效的疲劳寿命预估方法，利用专业耐久性疲劳寿命分析系统MSC．Fatigue 对该型商用车白车身进行S-N 全寿命分析，得其疲劳寿命分布与危险点的寿命值。采用结构优化、合理选材等方法，提高白车身结构的疲劳寿命。
关键词：白车身；有限元；静态分析；疲劳寿命分析；优化
前言
在车身结构疲劳领域的国内研究中，1994 年，江苏理工大学陈龙在建立了车辆驾驶室疲劳强度计算的力学和数学模型基础上，提出了车辆驾驶室疲劳强度研究方法[1]。2001 年，清华大学孙凌玉[2]等首次计算机模拟了汽车随机振动过程。2002 年，上海汇众汽车制造有限公司王成龙[3]等应用FATIGUE 软件的分析，结合疲劳台架试验，探讨了疲劳强度理论在汽车产品零部件疲劳寿命计算中的应用，提出了提高零部件疲劳强度的方法。2004 年，同济大学汽车学院靳晓雄[4]等人提到进行零部件疲劳寿命预估，精确的有限元模型和可靠的材料疲劳数据是必需的，另外获得准确的实际运行工况下的道路输入载荷也非常关键。但由于客观条件的限制，国内这方面的研究非常有限，理论分析的多，对局部零部件研究的多，把车身整体作为研究对象的很少。
本文以某型商用车疲劳寿命仿真分析及优化提高为内容，研究中，首先对白车身结构几何进行网格划分；之后使用MSC.Patran/Nastran 对白车身结构进行静态仿真；然后导入MSC.Fatigue 对白车身结构进行疲劳寿命仿真。在分析的基础上采用结构优化设计的方法优化结构、合理选择材料等，提高白车身结构的静态力学性能与动态疲劳寿命。
1 疲劳寿命计算方法
疲劳寿命计算需要载荷的变化历程、结构的几何参数,以及有关的材料性能参数或曲线[4]。
图1为基于有限元分析结果的疲劳寿命分析流程。
图1 基于有限元分析结果的疲劳寿命分析
用有限元方法计算疲劳寿命通常分为两步：第一步是计算应力应变响应。第二步是结合材料性能参数，应用不同的疲劳损伤模型进行寿命计算。疲劳寿命的预测精度既依赖于应力应变响应的正确模拟，也依赖于预测模型的合理使用。
基于整车动力学仿真的后桥壳疲劳寿命分析与改进
基于整车动力学仿真的后桥壳疲劳寿命分析与改进
唐应时;张武;段心林;李克安;和进军
【期刊名称】《汽车工程》
【年(卷),期】2009(031)002
【摘 要】针对某越野车在改型过程中后桥壳在台架疲劳试验时出现局部开裂的情况,应用ADAMS/Car建立了整车动力学模型,进行动力学仿真,得出危险工况冲击载荷下桥壳的受力情况.采用ANSYS Workbench对桥壳进行了疲劳寿命计算,结果与试验吻合.分析其存在的不足,并提出了改进方案.对改进后的桥壳再次进行疲劳计算,满足设计要求,试制后进行台架试验,寿命达到国家标准要求.
【总页数】4页(P114-117)
【作 者】唐应时;张武;段心林;李克安;和进军
【作者单位】湖南大学,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082;湖南大学,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082;湖南大学,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082;湖南理工学院机电系,岳阳,414000;湖南大学,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082
【正文语种】中 文
【中图分类】U4
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1.基于有限元分析和动力学仿真的曲轴疲劳寿命计算 [J], 王勇;杨洋
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基于整车动力学仿真的后桥壳疲劳寿命分析与改进.
2009年(第31卷第2期
汽 车 工 程Aut omotive Engineering
2009(Vol .31No .2
2009023
基于整车动力学仿真的后桥壳疲劳寿命分析与改进
3
3“985工程”汽车先进设计制造技术科技创新平台项目、国家863计划项目(2002AA503010资助。原稿收到日期为2008年4月14日,修改稿收到日期为2008年7月21日。
唐应时1
,张 武1
,段心林1
,李克安2
,和进军
1
(11湖南大学,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙 410082; 21湖南理工学院机电系,岳阳 414000
[摘要] 针对某越野车在改型过程中后桥壳在台架疲劳试验时出现局部开裂的情况,应用ADAM S/Car 建立
了整车动力学模型,进行动力学仿真,得出危险工况冲击载荷下桥壳的受力情况。采用ANSYSWorkbench 对桥壳进行了疲劳寿命计算,结果与试验吻合。分析其存在的不足,并提出了改进方案。对改进后的桥壳再次进行疲劳计算,满足设计要求,试制后进行台架试验,寿命达到国家标准要求。
关键词:动力学仿真;后桥壳;疲劳寿命分析;改进
Analysis and Imp r ovement of Rear Axle Housing Fatigue L ife
Based on Vehicle Dyna m ics Simulati on
Tang Y i n gsh i 1
,Zhang W u 1
,D uan X i n li n 1
,L i Kean 2
&He J i n jun
1
11Hunan U niversity,S tate Key Laboratory of A dvanced D esign and M
anufacturing for V ehicle B ody,Changsha 410082;21D epart m ent of M echanical and
船舶结构的疲劳分析与优化
船舶结构的疲劳分析与优化
在广阔无垠的海洋上，船舶作为重要的交通工具和运输工具，承担着各种重要的任务。然而，在长期的使用过程中，船舶结构会面临疲劳问题，这可能会影响船舶的安全性和可靠性。因此，对船舶结构的疲劳分析与优化显得尤为重要。
船舶在航行过程中，会受到多种复杂的载荷作用，如波浪力、风载荷、货物载荷等。这些载荷的反复作用会导致船舶结构内部产生微小的裂纹，并逐渐扩展，最终可能导致结构的破坏。船舶结构的疲劳破坏往往是在没有明显预兆的情况下发生的，一旦发生，后果不堪设想。因此，为了确保船舶的安全运行，必须对船舶结构进行疲劳分析。
疲劳分析的第一步是对船舶所承受的载荷进行准确的评估。这需要考虑船舶的航行环境、运营模式、货物装载情况等多种因素。通过使用先进的数值模拟技术和实验方法，可以获取船舶在不同工况下所受到的载荷数据。然后，根据这些数据，可以建立船舶结构的有限元模型。
有限元模型是一种有效的工具，可以将复杂的船舶结构离散为多个小的单元，并通过数学方程来描述每个单元的力学行为。在建立有限元模型时，需要准确地定义材料的属性、边界条件和连接方式等。通过对有限元模型进行计算，可以得到船舶结构在载荷作用下的应力分布和变形情况。 根据有限元分析的结果，可以确定船舶结构中的应力集中部位和潜在的疲劳危险区域。这些区域往往是疲劳裂纹容易产生和扩展的地方。为了评估这些区域的疲劳寿命，需要使用疲劳寿命预测方法。
目前，常用的疲劳寿命预测方法有基于应力的方法、基于应变的方法和基于损伤力学的方法等。这些方法都有其优缺点和适用范围，需要根据具体情况选择合适的方法。在进行疲劳寿命预测时，还需要考虑材料的疲劳性能参数，如疲劳极限、疲劳强度系数和疲劳指数等。
通过疲劳分析，可以了解船舶结构的疲劳性能，并发现潜在的问题。然而，仅仅进行疲劳分析是不够的，还需要对船舶结构进行优化，以提高其疲劳性能。
船舶结构的优化可以从多个方面入手。首先，可以通过改变结构的几何形状来降低应力集中。例如，在结构的拐角处采用圆弧过渡，可以有效地减少应力集中现象。其次，可以优化结构的布局，使载荷能够更加均匀地分布在结构上。此外，还可以选择合适的材料，提高结构的强度和韧性。
某铝制乘用车白车身疲劳寿命计算
2018年第6期
AUTOMOBILE APPLIED TECHNOLOGY 汽辛仿真与‘
10. 16638/j
. cnki
. 1671-7988. 2018. 06. Oil
某铝制乘用车白车身疲劳寿命计算
夏德伟，刘丽霞，徐志强，齐飞
(辽宁忠旺集团有限公司北京技术与发展中心，北京100020)
摘要：对该款铝制乘用车白车身利用Hypermesh
建立了其有限元模型，在此基础上结合六分力轮测得的短波路路
况下的载荷谱数据，利用Ncode
对该车进行了疲劳寿命计算。在计算过程中，相比于通用的计算步骤，文中通过
建立简化的悬架模型，提出了一个简化方法。最后，根据计算结果指出在该类型乘用车设计中，针对疲劳需要重点
关注的位置。
关键词：乘用车；疲劳计算
中图分类号：
U467文献标识码：
B文章编号：
1671-7988(2018)06-29-04
The fatigue life calculation of the body-in-white of an aluminum passenger car
Xia Dewei, Liu Lixia, Xu Zhiqiang, Qi Fei
(Liaoning
Zhongwang
Group
Co
., Ltd
Beijing
Technology
& Development
Center
, Beijing
100020)
Abstract: The
finite
element
model
of
the
white
body
of
aluminum
passenger
car
was
established
by
using
Hypermesh
.
Based
on
this
, the
load
spectrum
data
of
the
short-wave
road
measured
by
six-force
wheel
was
used
to
calculate
the
fatigue
机械结构的疲劳寿命评估与改善
机械结构的疲劳寿命评估与改善
引言：
机械结构是现代工业中不可或缺的一部分。然而，由于长期使用和外界环境因素的影响，机械结构很容易出现疲劳现象。疲劳是材料在反复加载下出现的破坏现象，给机械结构的安全性和可靠性带来了巨大的挑战。因此，对机械结构的疲劳寿命进行评估，并采取相应的改善措施是非常重要的。
一、疲劳寿命评估的方法和标准
1.疲劳寿命评估的方法
疲劳寿命评估方法通常分为试验法和计算法两种。试验法是指通过在实验室中对机械结构进行一系列加载和卸载试验，来模拟实际工况下的疲劳损伤，通过观察和测量变形、裂纹扩展等现象来评估寿命。计算法是基于材料的疲劳损伤机理和力学模型，通过建立数学方程来计算机械结构的疲劳寿命。
2.疲劳寿命评估的标准
不同的国家和行业都有相应的标准来评估机械结构的疲劳寿命，如国际标准ISO 6336、美国标准AGMA 2101等。这些标准主要包括疲劳强度系数、安全系数、使用寿命等指标，用于指导机械结构设计和使用。
二、影响机械结构疲劳寿命的因素
1.材料选择和处理
材料的强度和韧性是影响机械结构疲劳寿命的关键因素。不同的材料具有不同的疲劳性能，选择合适的材料可以提高机械结构的疲劳寿命。此外，合理的热处理和表面处理也可以提高材料的疲劳性能。
2.设计与制造 机械结构的设计和制造质量直接影响其疲劳寿命。合理的结构设计和制造工艺可以减少应力集中和缺陷的产生，提高结构的疲劳强度。
3.工作条件
机械结构在不同的工作条件下会承受不同的载荷和振动，这也会直接影响到其疲劳寿命。合理的工作条件选择和加载控制可以延长机械结构的使用寿命。
三、改善机械结构疲劳寿命的措施
1.优化设计
通过结构优化设计，减少应力集中和缺陷的产生，提高机械结构的疲劳强度。例如，采用曲线过渡和圆角设计来避免应力集中，增加结构的韧性。
2.材料改进
选择具有高疲劳强度和良好韧性的材料，通过合理的热处理和表面处理来提高材料的疲劳性能。例如，对高强度钢材进行热处理，可以提高材料的性能。
汽车底盘车架设计中的疲劳寿命分析
汽车底盘车架设计中的疲劳寿命分析
汽车底盘车架作为汽车的主要部件之一，承担着车辆负荷传递和支撑车身的重要任务。然而，在日常使用中，车架会承受各种道路条件带来的振动和冲击载荷，因此必须通过疲劳寿命分析来保证其结构的安全可靠性。
疲劳寿命分析是通过分析材料在循环载荷作用下的应力和应变历史来评估结构的使用寿命。在汽车底盘车架设计中，疲劳寿命分析能够确保车架结构在长期使用过程中不会出现疲劳断裂，从而保证行车安全。
首先，在疲劳寿命分析中，需要进行材料的应力和应变分析。根据车架的几何形状和所受的载荷条件，可以使用有限元分析方法对车架进行建模，并计算车架各个部位的应力和应变分布。通过这一步骤，可以得到车架在循环载荷下的受力情况。
其次，在知晓车架的应力和应变分布后，需要进行疲劳寿命预测。疲劳寿命预测是通过使用经验公式或材料的S-N曲线，将应力幅值和循环次数进行匹配，以确定车架在循环载荷下的寿命。根据材料的疲劳性能和加载情况，可以预测车架在不同循环载荷下的疲劳寿命。
此外，疲劳寿命分析还需要考虑到材料的变形和应力集中情况。材料的可塑变形会导致结构在受载过程中的局部应力升高，从而影响其疲劳寿命。因此，在进行疲劳寿命分析时，需要对车架的变形情况进行分析，并采取适当的设计措施来降低应力集中。
在实际的车架设计过程中，还需要考虑到不同材料的选择和优化。不同材料的抗疲劳性能不同，因此，在进行车架设计时，需要选择适当的材料并进行结构的优化，以提高车架的疲劳寿命。此外，在进行材料选择和优化时，还需要考虑到材料的成本、加工性能以及环境要求等因素。 最后，为了确保车架结构的安全可靠性，还需要进行疲劳试验验证。通过对车架样件进行实验加载，可以验证疲劳寿命分析的准确性，并对车架的设计进行优化。疲劳试验还可以为车架的维修保养提供参考，预测车架在实际使用中的寿命。
综上所述，汽车底盘车架设计中的疲劳寿命分析是确保车架结构安全可靠性的重要环节。通过对车架的应力和应变分析、疲劳寿命预测以及材料选择和优化等步骤，可以保证车架在循环载荷下的使用寿命。此外，疲劳试验验证还可以进一步验证疲劳寿命分析的准确性。汽车制造商和设计师应当密切关注疲劳寿命分析的结果，以确保车架的安全性和可靠性，保障驾驶员和乘客的安全出行。
车辆疲劳耐久性分析及其优化技术研究_赵成刚
Science and Technology & Innovation┃科技与创新
・17・ 2015年 第6期
文章编号：2095－6835（2015）06－0017－02
车辆疲劳耐久性分析及其优化技术研究
赵成刚1，屈 凡2
（1.中国汽车技术研究中心汽车工程研究院，天津 300300；
2.天津一汽夏利汽车股份有限公司产品开发中心，天津 300300）
摘 要：车辆在人们的生活、生产中占据的地位日益重要，其在运行过程中会受到各种因素的影响，进而降低了其使用
效率和服务年限，因此，必须做好车辆零部件的维护管理工作。就车辆运行的实际情况看，大部分关键零部件的失效都
是因疲劳使用而导致的，疲劳耐久性是衡量车辆产品性能的主要指标之一，在很大程度上代表了车辆的安全性、经济性
和可靠性现状。对车辆的耐久性进行了分析，并提出了相应的优化措施。
关键词：疲劳耐久性；优化措施；循环荷载；EIFS分布
中图分类号：U467 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.06.017
现代车辆的结构逐渐向高速化和载重化的方向发展，为了
保证车辆运行的安全性和稳定性，就要对车辆结构和各零部件
有更为严格的要求。疲劳耐久性是衡量车辆零部件和结构性能
的主要指标之一，可直接反映车辆的运行状态。但就车辆疲劳
耐久性研究的现状来看，还存在一定的不足。因此，为了提高
对车辆疲劳耐久性研究的效果，需要对现存的不足进行分析，
并选择有效的优化措施，争取不断提高车辆的运行效率。
1 车辆耐久性疲劳分析
耐久性即产品在规定使用和维修的条件下，达到极限状态
前完成规定功能的能力，从本质上看，即产品在达到服务年限
前，可维持正常状态的时间。对于车辆而言，经常会将汽车或
零部件可以行驶一定里程而不发生故障作为衡量车辆耐久性的
重要指标。但在车辆长时间运行的过程中，各零部件和构件会
受到循环荷载的影响，造成结构部分发生永久性结构变化，并
基于轮心六分力的载荷分解方法
第２２卷增刊１ ２０１３年５月 计算机辅助工程
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．２２ Ｓｕｐｐ１．１
Ｍａｙ ２０１３
文章编号：１００６—０８７１（２０１３）ＳＩ－００６０－０３
基于轮心六分力的载荷分解方法
李明月， 李明山， 王金起， 赵涛
（北汽福田汽车股份有限公司工程研究院，北京１０２２０６）
摘要：用Ａｄａｍｓ建立车辆虚拟样机，根据获取的真实道路轮心六分力结果，使车辆虚拟模型的载荷
结果逼近真实道路情况，实现虚拟样机重现实际道路的过程，进而获取车身及其零部件的道路谱疲
劳载荷，并为疲劳分析提供载荷输入．
关键词：疲劳分析；载荷分解；六分力
中图分类号：Ｕ４６２．３６ 文献标志码：Ｂ
Ｌｏａｄ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄｏｅｃｏｍｏＯＳｉＵｏｎ ｍｅｔｌｌｏｄ ａｓｅ ０ｌｎ ｌ
ｗｈｅｅｌ ｓｐｉｎｄｌｅ ｓｉｘ・ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｆｏｒｃｅ
ＬＩ Ｍｉｎｇｙｕｅ，ＬＩ Ｍｉｎｇｓｈａｎ， ＷＡＮＧ Ｊｉｎｑｉ， ＺＨＡＯ Ｔａｏ
（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｑｉ Ｆｏｔｏｎ Ｍｏｔｏｒ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２０６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｖｉｒｔｕａｌ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ｂｙ Ａｄａｍｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｏｎ ｔｈｅ ｖｉｒｔｕａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ａｒｅ
ｍａｄｅ ｔｏ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｈｅ ｗｈｅｅｌ ｓｐｉｎｄｌｅ ｓｉｘ・ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｆｏｒｃｅ ｏｎ ａｃｔｕａｌ ｌｏａｄ．Ｓｏ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｌｏａｄ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ
ｂｙ ｔｈｅ ｖｉｒｔｕａｌ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｒｏａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｆａｔｉｇｕｅ ｌｏａｄ ｏｎ ｖｅｈｉｃｌｅ ｂｏｄｙ ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｉｓ
汽车轮毂轴承疲劳寿命分析及结构优化设计
汽车轮毂轴承疲劳寿命分析及结构优化设计
发布时间：2022-05-13T02:59:24.214Z 来源：《福光技术》2022年10期 作者： 王建杰
[导读] 随着汽车产销量的不断增长，我国的汽车产业也正在迅猛的发展。今天的人们已经不再满足于汽车在功能上的作用，而是追求汽车在性能上的突破。高性能的实现依赖于人们对汽车每一个零部件精益求精的设计和制造。
襄阳汽车轴承股份有限公司 湖北襄阳 441057
摘要：近年来，我国的汽车销量增长非常迅速，同样带动了汽车产业不断向前发展。随着人们对汽车功能需求的不断攀升，汽车相关的设计人员也在不断地提高自身的设计能力，试图设计出性能更为出色的汽车部件。汽车的轮毂轴承便是其中一个非常重要的部件，汽车
轮毂轴承承载着汽车的传动和承载两个非常重要的功能，一直是设计人员非常关注的问题。尽管目前国内的汽车行业已经比较成熟，但是
和国外的相关企业相比，还有很大的差距。因此，国内汽车轮毂轴承的设计还需要不断地创新和发展，特别是在疲劳寿命研究方面，需要
大力提倡和发展。本文就此展开了论述，以供参阅。
关键词：汽车；轮毂轴承；疲劳寿命；结构设计
引言
随着汽车产销量的不断增长，我国的汽车产业也正在迅猛的发展。今天的人们已经不再满足于汽车在功能上的作用，而是追求汽车在性能上的突破。高性能的实现依赖于人们对汽车每一个零部件精益求精的设计和制造。轮毂轴承是汽车传动和承载的重要零部件之一，一
直受到汽车厂商和科研人员的关注。同时，为了满足汽车不断提升的性能要求，对轮毂轴承的寿命及质量也提出了更严苛的要求。由于国
产轮毂轴承与国外的相比存在巨大的差距，因此，推动我国轮毂轴承朝着高质量、长寿命以及高集成度的方向发展，势在必行。轮毂轴承
的性能会直接影响汽车行驶的安全性和乘客的舒适性，而疲劳寿命作为是轮毂轴承最重要的性能指标之一，对其进行准确的预测和分析，
并通过结构优化设计将其提升，显得尤为重要。
1轮毂轴承结构