车轮弯曲疲劳与径向疲劳研究及寿命预测

发布时间：2017-10-07 18:07

  本文关键词：车轮弯曲疲劳与径向疲劳研究及寿命预测

  更多相关文章： 铝合金车轮 弯曲疲劳 径向疲劳 疲劳理论 NCODE

【摘要】：车轮是行驶系统的重要组成部件和安全部件,它对汽车的行驶安全性和可靠性有着至关重要的影响。由于实际工作环境复杂,且长期受动载荷作用,其疲劳耐久性难免下降。据统计80%以上的车轮破坏属于疲劳破坏,并且疲劳评价试验都是在专业疲劳试验机上进行的,试验成本高且试验时间久。本文研究了车轮弯曲疲劳和径向疲劳的数值分析方法,对预测和提高车轮的疲劳寿命具有重要的工程应用价值。本文以某乘用车铝合金车轮为研究对象,首先运用软件ANSYS Workbench构建了与弯曲疲劳试验以及径向疲劳试验相对应的有限元数值模型,分析出该车轮的具体应力应变情况。其中在弯曲疲劳的静力分析时,重点分析了螺栓预紧力和离心力的影响规律;在径向疲劳有限元分析时对轮胎进行了简化,将径向载荷以等效径向分布力的形式直接施加在胎圈座上,解决了由于轮胎胎体结构复杂性以及材质和接触非线性导致的不收敛或极难收敛等问题。将车轮弯曲疲劳和径向疲劳的有限元静力分析结果导入到疲劳分析专用软件NCODE的Design Life模块,搭建了疲劳分析流程,运用基于应力控制的疲劳损伤理论,并用循环系数修正法对其修正,进行疲劳寿命预估,得到研究车轮的弯曲疲劳和径向疲劳的疲劳损伤情况以及疲劳寿命。本文采用有限元分析与疲劳预测相结合的方法,简化了CAE分析的整个流程。通过该方法对车轮的弯曲疲劳和径向疲劳进行分析能够有效地预测车轮疲劳破坏的危险位置和具体寿命,减少产品开发所消耗的时间,提高产品的可靠性及经济效益,同时为汽车车轮及其他零部件的结构设计以及疲劳分析提供新的分析路径和理论依据。
【关键词】：铝合金车轮 弯曲疲劳 径向疲劳 疲劳理论 NCODE
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.34
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 选题背景10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 课题研究的目的和意义12-13
• 1.4 课题研究的主要内容13-15
• 第二章 有限元理论及疲劳分析理论15-25
• 2.1 有限元分析的基本理论15-17
• 2.1.1 有限元方法的基本思想15-16
• 2.1.2 有限元疲劳分析法16-17
• 2.2 疲劳分析基本理论17-24
• 2.2.1 疲劳与疲劳寿命17-18
• 2.2.2 疲劳理论的实际运用18-22
• 2.2.3 疲劳损伤累积原理22-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第三章 车轮弯曲疲劳有限元分析25-45
• 3.1 弯曲疲劳试验25-28
• 3.1.1 试验原理25-27
• 3.1.2 试验载荷27
• 3.1.3 弯曲疲劳试验性能要求27-28
• 3.2 车轮弯曲疲劳有限元建模28-41
• 3.2.1 几何建模28-30
• 3.2.2 接触设置30-31
• 3.2.3 划分网格31-34
• 3.2.4 边界条件及载荷34-36
• 3.2.5 螺栓预紧力影响分析36-39
• 3.2.6 离心力影响分析39-41
• 3.3 车轮弯曲疲劳有限元结果分析41-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 车轮径向疲劳有限元分析45-56
• 4.1 径向疲劳试验45-48
• 4.1.1 试验原理45-46
• 4.1.2 试验载荷46-47
• 4.1.3 径向疲劳试验性能要求47-48
• 4.2 车轮径向疲劳有限元建模48-53
• 4.2.1 几何建模及网格划分48-49
• 4.2.2 边界条件及载荷49-53
• 4.3 车轮径向疲劳有限元结果分析53-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 车轮弯曲疲劳与径向疲劳寿命预测56-68
• 5.1 疲劳分析软件NCODE56-57
• 5.2 车轮弯曲疲劳寿命仿真分析57-64
• 5.2.1 导入有限元分析结果57-58
• 5.2.2 材料属性58-60
• 5.2.3 循环系数修正的损伤法则60-62
• 5.2.4 疲劳结果分析62-64
• 5.3 车轮径向疲劳寿命仿真分析64-66
• 5.3.1 疲劳分析设置64
• 5.3.2 疲劳结果分析64-66
• 5.4 本章小结66-68
• 第六章 总结与展望68-70
• 6.1 研究总结68-69
• 6.2 研究展望69-70
• 参考文献70-73
• 致谢73-74
• 攻读硕士期间的研究成果74

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李耀君;;锅炉管的球化评定与寿命预测[J];热力发电;1992年06期

2 吕文元;;重大设备寿命预测的技术和方法[J];中国设备工程;2011年03期

3 张小丽;陈雪峰;李兵;何正嘉;;机械重大装备寿命预测综述[J];机械工程学报;2011年11期

4 苏翰生;;改装的蠕变-疲劳试验设备及其寿命预测[J];试验技术与试验机;1990年03期

5 苏翰生;;高温合金循环蠕变及其寿命预测[J];航空材料;1991年02期

6 刘湘生;局部应力应变法寿命预测应用研究[J];航空动力学报;1992年02期

7 黄仁聪;;机械重大装备寿命预测综述[J];科技致富向导;2013年21期

8 刘婷;张铎;周源泉;孙颉;;产品寿命预测[J];强度与环境;2007年04期

9 何世禹;;航天器在轨寿命预测与可靠性评价[J];航天器环境工程;2008年03期

10 高巍;;电站承压部件寿命预测诊断技术动态[J];黑龙江电力技术;1991年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 涂善东;;重大装备的寿命预测与监测技术[A];压力容器先进技术——第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年

2 尚德广;王大康;姚卫星;;随机疲劳寿命预测的场强法研究[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年

3 周昌玉;涂善东;;高温构件寿命预测技术研究进展[A];第五届全国压力容器学术会议论文集[C];2001年

4 宋丽;卢曦;郁望达;李玉鹏;朱宁;;考虑强化效应的动态S-N曲线寿命预测研究[A];第十五届全国疲劳与断裂学术会议摘要及论文集[C];2010年

5 吴学仁;刘建中;;基于小裂纹理论的航空材料疲劳全寿命预测[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集（下册）[C];2004年

6 刘虹;张岐山;;改进PSO-GM(1,1)及其在产品寿命预测中的应用[A];第19届灰色系统全国会议论文集[C];2010年

7 钱桂安;王茂廷;王莲;;用局部应力应变法进行高周疲劳寿命预测的研究[A];第十二届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2004年

8 康嘉杰;徐滨士;王海斗;王成彪;;基于电学方法的再制造零部件缺陷检测与寿命预测应用基础研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年

9 孙丽;汪清海;王世光;张_g;;氯盐环境下混凝土的寿命预测研究[A];第十一届沈阳科学学术年会暨中国汽车产业集聚区发展与合作论坛论文集（信息科学与工程技术分册）[C];2014年

10 李东哲;刘冬欢;尚新春;;航空发动机涡轮叶片的蠕变损伤数值仿真及寿命预测[A];北京力学会第20届学术年会论文集[C];2014年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 杨硕;涡扇发动机高压压气机叶片裂纹萌生及扩展寿命预测研究[D];天津大学;2015年

2 王瑞杰;基于动态响应分析的点焊接头疲劳损伤与寿命预测[D];北京工业大学;2008年

3 闫明;蠕变—热疲劳可靠寿命预测的若干问题研究[D];东北大学;2008年

4 杜鹏;多因素耦合作用下混凝土的冻融损伤模型与寿命预测[D];中国建筑材料科学研究总院;2014年

5 栾新刚;3D C/SiC在复杂耦合环境中的损伤机理与寿命预测[D];西北工业大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 马苓;两种锂原电池高温储存性能研究及寿命预测[D];天津大学;2014年

2 许尔威;材料老化寿命预测与软件开发[D];东北大学;2014年

3 郭佳欢;车轮弯曲疲劳与径向疲劳研究及寿命预测[D];江苏大学;2016年

4 张小芳;蠕变—疲劳交互条件下不同材料的持久性及寿命预测[D];华东理工大学;2014年

5 赵国宏;缺口件多轴局部应变分析与随机疲劳寿命预测[D];浙江大学;2006年

6 王晓钢;基于热像法的寿命预测与疲劳分析[D];大连理工大学;2009年

7 李宇;中卫地区现场暴露普通混凝土的耐久性试验研究及寿命预测[D];兰州理工大学;2014年

8 刘琴琴;冷却风扇寿命预测与健康管理算法分析及改进[D];华南理工大学;2014年

9 孙斌;天水地区现场暴露混凝土耐久性试验研究及寿命预测[D];兰州理工大学;2014年

10 向美玲;西安地区现场暴露混凝土耐久性试验研究及寿命预测[D];兰州理工大学;2014年

，

本文编号：989298