电动汽车减速器疲劳寿命分析与预测方法研究
发布时间：2021-08-02 14:40
随着电池电机电控技术的日益成熟,电动汽车逐步进入我们的生活。针对电动汽车,现有的研究大部分都是关于三电技术或者电动汽车件减速器的设计和优化,很少有关于电动汽车减速器疲劳寿命方面的研究。目前绝大部分电动汽车仍使用电机加固定速比减速器的传动方式,减速器一但疲劳失效,电动汽车将无法行驶,所以电动汽车减速器疲劳问题是十分重要的。而电动汽车减速器的疲劳问题与传统燃油汽车减速器疲劳问题在载荷谱、载荷特性以及疲劳寿命分析预测方法等方面均存在一定差异,不能照搬传统燃油车疲劳问题的数据和方法。针对以上问题,本文首先采集了某款电动车和燃油车在某试车场的动力源输出扭矩、转速等数据,通过这些数据进行分析对比,指出电动汽车电机输出扭矩具有高频振荡和波动特性,并且由于电机的高转速和固定速比减速器单一档位的原因,电动汽车减速器载荷中会有大量小载荷。其次,针对齿轮啮合特点和电机输出转速快、输出扭矩波动大频率快的特点,指出传统雨流计数法不适合电动汽车减速器的载荷谱处理。本文采用旋转雨流计数法处理减速器载荷谱,能够较为完整的记录减速器载荷循环历程。然后,通过接触应力计算公式将齿轮扭矩载荷谱转化为齿面接触应力载荷谱,在此基...
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
名义应力法的基本假设
1绪论5图1.2名义应力法估算疲劳寿命的步骤（a）确定结构中的危险部位，通常采用结构有限元分析技术，得出结构中受力最大的部位；（b）求出危险部位的名义应力和应力集中系数Kt；（c）根据载荷谱信息，求出危险部位的名义应力谱；（d）确定材料的S-N曲线参数，或者通过试验直接画出零部件的S-N曲线；（e）应用疲劳损伤累积理论计算危险部位的疲劳寿命。（2）基于应变的疲劳寿命预测方法（N曲线法）[19]。此种方法被广泛用于低周疲劳分析中，应力水平较高，载荷较大，超过了屈服应力，材料或者零部件因塑性变形最终导致疲劳断裂，它能够反映载荷循环应力应变特性，能用于缺口件的疲劳分析，其中Manson-Conffin公式是最为广泛使用的N曲线方程。但是该方法仍然具有较强的经验性，理论依据不充分。在基于应变的疲劳寿命预测方法的基础上，又发展出了局部应力应变法这一新的疲劳寿命分析方法，他同时利用局部应力和局部应变作为参数来进行疲劳寿命的分析，主要用在大应变、高应力主导下的低周疲劳寿命分析[20]。用局部应力应变法分析预测疲劳寿命时的主要步骤如下图：图1.3局部应力应变法估算疲劳寿命的步骤
1绪论5图1.2名义应力法估算疲劳寿命的步骤（a）确定结构中的危险部位，通常采用结构有限元分析技术，得出结构中受力最大的部位；（b）求出危险部位的名义应力和应力集中系数Kt；（c）根据载荷谱信息，求出危险部位的名义应力谱；（d）确定材料的S-N曲线参数，或者通过试验直接画出零部件的S-N曲线；（e）应用疲劳损伤累积理论计算危险部位的疲劳寿命。（2）基于应变的疲劳寿命预测方法（N曲线法）[19]。此种方法被广泛用于低周疲劳分析中，应力水平较高，载荷较大，超过了屈服应力，材料或者零部件因塑性变形最终导致疲劳断裂，它能够反映载荷循环应力应变特性，能用于缺口件的疲劳分析，其中Manson-Conffin公式是最为广泛使用的N曲线方程。但是该方法仍然具有较强的经验性，理论依据不充分。在基于应变的疲劳寿命预测方法的基础上，又发展出了局部应力应变法这一新的疲劳寿命分析方法，他同时利用局部应力和局部应变作为参数来进行疲劳寿命的分析，主要用在大应变、高应力主导下的低周疲劳寿命分析[20]。用局部应力应变法分析预测疲劳寿命时的主要步骤如下图：图1.3局部应力应变法估算疲劳寿命的步骤
【参考文献】：
期刊论文
[1]载荷相互作用效应的非线性累积损伤模型[J]. 王欣,柳明珠,蔡福海,梁吉飞,杜剑威,孙新. 中国工程机械学报. 2018(04)
[2]高速动车组斜齿轮的齿根裂纹萌生寿命数值计算[J]. 李秀红,李刚,任家骏,李文辉. 中国机械工程. 2018(09)
[3]考虑S-N曲线不确定性的概率疲劳寿命预测[J]. 高会英,张小强,黄洪钟,庞煜,胡钧铭. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2018(01)
[4]基于泊松随机过程的风力发电机叶片疲劳寿命估算[J]. 米良,程珩,权龙. 机械工程学报. 2016(18)
[5]集中驱动式纯电动车动力传动系统扭转振动研究[J]. 于蓬,章桐,孙玲,郭荣. 振动与冲击. 2015(10)
[6]风电增速箱输出级齿轮副疲劳寿命有限元分析[J]. 林腾蛟,沈亮,赵俊渝. 重庆大学学报. 2012(01)
[7]装甲车辆侧减速器齿轮接触疲劳寿命预测研究[J]. 唐东红,崔玉莲,张炳喜,赵永东. 中国机械工程. 2011(22)
[8]金属材料超高周疲劳研究进展[J]. 胡燕慧,张峥,钟群鹏,韩邦成. 机械强度. 2009(06)
[9]载荷频率对金属及其合金高周疲劳特性的影响[J]. 史展飞,李玉龙,索涛,刘元镛,曾宁,刘小冬. 材料科学与工程学报. 2009(03)
[10]雨流计数法在整车载荷谱分析中的应用[J]. 赵晓鹏,姜丁,张强,朱先民. 科技导报. 2009(03)
博士论文
[1]基于疲劳损伤累积理论的结构寿命预测与时变可靠性分析方法研究[D]. 彭兆春.电子科技大学 2017
[2]机车车辆零部件的疲劳寿命预测仿真[D]. 阳光武.西南交通大学 2005
硕士论文
[1]基于电机转矩波动抑制的电动汽车传动系扭振控制研究[D]. 王文楷.吉林大学 2018
[2]桥式起重机减速器疲劳寿命计算及振动可靠性分析[D]. 张晋红.重庆大学 2017
[3]某轻型载货汽车主减速器齿轮疲劳寿命仿真与试验研究[D]. 何伟.吉林大学 2016
[4]重型车主减速器齿轮强度与疲劳寿命分析[D]. 杨佳.青岛科技大学 2015
[5]某型直升机主减速器直齿轮疲劳寿命估算方法研究[D]. 丁晟.中南大学 2014
[6]某差速器齿轮的动态啮合分析与疲劳寿命研究[D]. 端木萍萍.南京理工大学 2014
[7]轮边减速器齿轮疲劳寿命预测和均载性研究[D]. 张喜逢.吉林大学 2012
[8]金属材料应变寿命曲线估算的新方法[D]. 徐鹏.南京航空航天大学 2012
[9]结构钢超高周疲劳性能研究[D]. 张真源.西南交通大学 2007
[10]神经网络在结构疲劳分析中的应用[D]. 沙丽荣.吉林大学 2007
本文编号：3317745
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
名义应力法的基本假设
1绪论5图1.2名义应力法估算疲劳寿命的步骤（a）确定结构中的危险部位，通常采用结构有限元分析技术，得出结构中受力最大的部位；（b）求出危险部位的名义应力和应力集中系数Kt；（c）根据载荷谱信息，求出危险部位的名义应力谱；（d）确定材料的S-N曲线参数，或者通过试验直接画出零部件的S-N曲线；（e）应用疲劳损伤累积理论计算危险部位的疲劳寿命。（2）基于应变的疲劳寿命预测方法（N曲线法）[19]。此种方法被广泛用于低周疲劳分析中，应力水平较高，载荷较大，超过了屈服应力，材料或者零部件因塑性变形最终导致疲劳断裂，它能够反映载荷循环应力应变特性，能用于缺口件的疲劳分析，其中Manson-Conffin公式是最为广泛使用的N曲线方程。但是该方法仍然具有较强的经验性，理论依据不充分。在基于应变的疲劳寿命预测方法的基础上，又发展出了局部应力应变法这一新的疲劳寿命分析方法，他同时利用局部应力和局部应变作为参数来进行疲劳寿命的分析，主要用在大应变、高应力主导下的低周疲劳寿命分析[20]。用局部应力应变法分析预测疲劳寿命时的主要步骤如下图：图1.3局部应力应变法估算疲劳寿命的步骤
1绪论5图1.2名义应力法估算疲劳寿命的步骤（a）确定结构中的危险部位，通常采用结构有限元分析技术，得出结构中受力最大的部位；（b）求出危险部位的名义应力和应力集中系数Kt；（c）根据载荷谱信息，求出危险部位的名义应力谱；（d）确定材料的S-N曲线参数，或者通过试验直接画出零部件的S-N曲线；（e）应用疲劳损伤累积理论计算危险部位的疲劳寿命。（2）基于应变的疲劳寿命预测方法（N曲线法）[19]。此种方法被广泛用于低周疲劳分析中，应力水平较高，载荷较大，超过了屈服应力，材料或者零部件因塑性变形最终导致疲劳断裂，它能够反映载荷循环应力应变特性，能用于缺口件的疲劳分析，其中Manson-Conffin公式是最为广泛使用的N曲线方程。但是该方法仍然具有较强的经验性，理论依据不充分。在基于应变的疲劳寿命预测方法的基础上，又发展出了局部应力应变法这一新的疲劳寿命分析方法，他同时利用局部应力和局部应变作为参数来进行疲劳寿命的分析，主要用在大应变、高应力主导下的低周疲劳寿命分析[20]。用局部应力应变法分析预测疲劳寿命时的主要步骤如下图：图1.3局部应力应变法估算疲劳寿命的步骤
【参考文献】：
期刊论文
[1]载荷相互作用效应的非线性累积损伤模型[J]. 王欣,柳明珠,蔡福海,梁吉飞,杜剑威,孙新. 中国工程机械学报. 2018(04)
[2]高速动车组斜齿轮的齿根裂纹萌生寿命数值计算[J]. 李秀红,李刚,任家骏,李文辉. 中国机械工程. 2018(09)
[3]考虑S-N曲线不确定性的概率疲劳寿命预测[J]. 高会英,张小强,黄洪钟,庞煜,胡钧铭. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2018(01)
[4]基于泊松随机过程的风力发电机叶片疲劳寿命估算[J]. 米良,程珩,权龙. 机械工程学报. 2016(18)
[5]集中驱动式纯电动车动力传动系统扭转振动研究[J]. 于蓬,章桐,孙玲,郭荣. 振动与冲击. 2015(10)
[6]风电增速箱输出级齿轮副疲劳寿命有限元分析[J]. 林腾蛟,沈亮,赵俊渝. 重庆大学学报. 2012(01)
[7]装甲车辆侧减速器齿轮接触疲劳寿命预测研究[J]. 唐东红,崔玉莲,张炳喜,赵永东. 中国机械工程. 2011(22)
[8]金属材料超高周疲劳研究进展[J]. 胡燕慧,张峥,钟群鹏,韩邦成. 机械强度. 2009(06)
[9]载荷频率对金属及其合金高周疲劳特性的影响[J]. 史展飞,李玉龙,索涛,刘元镛,曾宁,刘小冬. 材料科学与工程学报. 2009(03)
[10]雨流计数法在整车载荷谱分析中的应用[J]. 赵晓鹏,姜丁,张强,朱先民. 科技导报. 2009(03)
博士论文
[1]基于疲劳损伤累积理论的结构寿命预测与时变可靠性分析方法研究[D]. 彭兆春.电子科技大学 2017
[2]机车车辆零部件的疲劳寿命预测仿真[D]. 阳光武.西南交通大学 2005
硕士论文
[1]基于电机转矩波动抑制的电动汽车传动系扭振控制研究[D]. 王文楷.吉林大学 2018
[2]桥式起重机减速器疲劳寿命计算及振动可靠性分析[D]. 张晋红.重庆大学 2017
[3]某轻型载货汽车主减速器齿轮疲劳寿命仿真与试验研究[D]. 何伟.吉林大学 2016
[4]重型车主减速器齿轮强度与疲劳寿命分析[D]. 杨佳.青岛科技大学 2015
[5]某型直升机主减速器直齿轮疲劳寿命估算方法研究[D]. 丁晟.中南大学 2014
[6]某差速器齿轮的动态啮合分析与疲劳寿命研究[D]. 端木萍萍.南京理工大学 2014
[7]轮边减速器齿轮疲劳寿命预测和均载性研究[D]. 张喜逢.吉林大学 2012
[8]金属材料应变寿命曲线估算的新方法[D]. 徐鹏.南京航空航天大学 2012
[9]结构钢超高周疲劳性能研究[D]. 张真源.西南交通大学 2007
[10]神经网络在结构疲劳分析中的应用[D]. 沙丽荣.吉林大学 2007
本文编号：3317745
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