汽车驱动桥壳开裂失效分析及改进措施研究

发布时间：2017-09-04 02:29

  本文关键词：汽车驱动桥壳开裂失效分析及改进措施研究

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【摘要】：驱动桥桥壳有支撑、保护、固定、承载、传力等作用。在汽车行驶过程中,驱动桥壳承载车轮传递的力矩以及作用力,并经悬架传递给车架;在国内很多地区,由于地形复杂,超载现象严重,驱动桥桥壳由于长期负载磨损等会发生开裂,断裂等失效形式。驱动桥壳形状复杂,且处于后悬架系统中,悬架系统零部件众多,受力状态复杂,导致难以利用经典力学来计算以及阐明驱动桥壳的受力、塑性应变等等。因而本文利用有限元软件来分析改进措施是否满足企业要求。本课题来自长安汽车公司,该公司某型号汽车在路试时出现驱动桥桥壳开裂现象,本文中,将驱动桥桥壳置于整个后悬架系统中,在静垂向载荷下分析驱动桥壳的塑性应变,找出其开裂原因,并对驱动桥进行改进,使其塑性应变性能达到企业要求。本文完成的主要工作如下:第一章,详细全面的介绍了驱动桥的组成以及作用机理,驱动桥壳在整个汽车中的作用,阐述了驱动桥在国内外的研究现状,以及本文研究工作的背景。第二章,系统的对桥壳金相、断口形貌、化学成分等等进行分析研究,从材料的角度分析研究该驱动桥桥壳的开裂机理,找出桥壳失效开裂的原因,以便于后期针对性的对驱动桥桥壳进行有限元分析,针对出现的问题提出改进措施。第三章,系统的介绍了有限元分析原理,并利用CATIA软件建立了驱动桥以及整个后悬架系统的实体模型,然后利用HyperMesh对后悬架系统进行了网格划分,以便于后期对驱动桥壳塑性应变的研究。对后悬架系统有限元计算模型施加载荷及约束,完善其网格划分。第四章,优化驱动桥,针对第二章失效分析找到的原因提出优化方案,分别从应力集中、桥壳本身性能以及载荷引起的应变方面进行优化,并逐一分析是否满足驱动桥壳对塑性应变性能的要求。然后详细的介绍了驱动桥垂直弯曲刚性试验及悬架系统的KC刚度实验,并将试验结果与CAE结果进行对标,分析CAE结果的准确性。通过本文的分析与研究,找出了该型号车驱动桥壳开裂的原因,并对驱动桥壳进行了改进,使驱动桥壳的塑性应变值满足企业要求,也为以后优化驱动桥壳方面的研究提供了一定的借鉴意义。
【关键词】：驱动桥壳 开裂 失效 改进
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.218.5
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 引言8-9
• 1.2 研究背景和目的9
• 1.3 驱动桥简介9-11
• 1.4 国内外研究现状11-13
• 1.5 主要研究内容13-14
• 2 驱动桥壳失效分析14-28
• 2.1 驱动桥壳裂纹14-17
• 2.2 断口区微观形貌分析17-21
• 2.2.1 裂纹源微观形貌分析19-20
• 2.2.2 扩展区微观形貌分析20-21
• 2.2.3 最后断裂区微观形貌分析21
• 2.3 断口区微观组织分析21-25
• 2.3.1 裂纹源微观组织分析22-24
• 2.3.2 热影响区微观组织分析24-25
• 2.4 化学成分分析25
• 2.5 检测依据25-26
• 2.6 失效分析结论26-27
• 2.7 本章小结27-28
• 3 驱动桥壳强度分析与改进措施研究28-58
• 3.1 后悬架系统模型的建立28-33
• 3.1.1 驱动桥模型的建立28-31
• 3.1.2 后悬架系统总成的建立31-33
• 3.2 后悬架系统有限元模型的建立33-41
• 3.2.1 划分网格35-39
• 3.2.2 施加约束和载荷39-41
• 3.3 原驱动桥壳塑性应变结果41-42
• 3.4 对应力集中问题的改进措施42-48
• 3.4.1 加强件 143-44
• 3.4.2 加强件 244-45
• 3.4.3 安装支撑架增宽方案45-47
• 3.4.4 改变支架结构47-48
• 3.5 对材料缺陷问题的改进措施48-50
• 3.6 对应变过大问题的改进措施50-51
• 3.7 悬架系统刚性试验对标51-57
• 3.7.1 桥壳垂直弯曲刚性试验51-52
• 3.7.2 桥壳总成刚度试验装夹52-53
• 3.7.3 桥壳总成刚度CAE计算载荷及约束53-54
• 3.7.4 桥壳总成刚度对标结果54-55
• 3.7.5 悬架总成KC刚度对标55-56
• 3.7.6 总成KC刚度对标结果56-57
• 3.8 本章小结57-58
• 4 结论及展望58-60
• 4.1 结论58
• 4.2 展望58-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64

【参考文献】

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本文编号：788833