車橋強度與含損傷裂紋的剩余壽命預(yù)測方法的研究

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1、獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得山東理工大學(xué)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。研究生簽名：時間：年月日關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解山東理工大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢杂貌煌绞皆诓煌襟w上發(fā)表

2、、傳播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議)研究生簽名：時間：年月日導(dǎo)師簽名：時間：年月日山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要轉(zhuǎn)向橋作為汽車底盤的重要部件之一，所受載荷大，應(yīng)力狀況復(fù)雜，是決定汽車安全性能的關(guān)鍵部件之一。目前，車橋的疲勞損傷問題日益突出，疲勞破壞已經(jīng)成為前橋的主要失效形式之一。因此，前橋的強度和疲勞對汽車安全行駛具有重要影響。本文對某重型載貨汽車的前橋進行了有限元分析，檢驗其強度和壽命是否滿足要求，為其設(shè)計生產(chǎn)和結(jié)構(gòu)改進提

3、供參考；還針對含損傷裂紋的前橋疲勞進行了分析。主要的研究工作如下：(1)對前橋進行多種工況的強度分析。依據(jù)前橋的結(jié)構(gòu)和受力特點，對其進行合理簡化，建立有限元模型，分析前橋處于滿載彎曲、制動和轉(zhuǎn)彎三種工況時的受力情況，確定不同工況下的載荷和約束，對前梁進行強度分析。結(jié)果表明，三種工況下的最大應(yīng)力均沒有超過材料的屈服極限，該前橋滿足強度方面的要求。(2)建立S-N曲線，選取第一主應(yīng)力為應(yīng)力分量對前梁進行疲勞壽命分析，并采用Gerber平均應(yīng)力修正法對其進行修正，得到前梁的疲勞壽命低于標準JB/T50109－1998規(guī)

4、定的80萬次；并將計算結(jié)果與試驗結(jié)果進行比較，進一步驗證有限元分析的可靠性。(3)針對前橋的結(jié)構(gòu)和應(yīng)力分布對前橋進行結(jié)構(gòu)改進，再進行疲勞計算。改進后前梁的疲勞壽命滿足了標準要求，并且各工況下的應(yīng)力都有所減小；然后對優(yōu)化后的模型進行模態(tài)分析，得到前梁前6階模態(tài)的固有頻率和振型。經(jīng)過分析，前梁不會由于不平路面的激振而發(fā)生共振，顯示了結(jié)構(gòu)改進的合理性。(4)在強度和疲勞分析的基礎(chǔ)上，研究裂紋的各種參數(shù)對前橋疲勞壽命的影響規(guī)律。根據(jù)應(yīng)力計算劃定前橋的危險區(qū)，在危險區(qū)域?qū)α鸭y進行參數(shù)化建模，建立橢圓形表面裂紋；調(diào)整裂紋的方

5、向、尺寸等參數(shù)，對含不同裂紋的前梁進行疲勞分析，統(tǒng)計前梁的疲勞壽命。對統(tǒng)計的數(shù)據(jù)進行處理，分析前梁疲勞壽命隨著裂紋各個參數(shù)的變化趨勢，總結(jié)其對前梁疲勞壽命的影響。還對前梁含有多裂紋的情況進行了研究，分析裂紋間的間距對疲勞壽命的影響。上述研究不僅得到了該型號前橋的強度和疲勞情況，而且還得到了裂紋損傷對前橋疲勞壽命的影響情況。這為企業(yè)的實際生產(chǎn)提供了一定的理論依據(jù)，并且對預(yù)測車橋疲勞故障減少疲勞事故，起到一定的指導(dǎo)作用，而且也為其它含損傷裂紋結(jié)構(gòu)的疲勞分析提供了一種值得借鑒的方法。關(guān)鍵詞：前橋；強度分析；疲勞壽命；裂

6、紋單元I山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTABSTRACTFrontaxleisoneofthemostimportantpartsofautomobilechassis.Itsloadsarecomplex.Itisoneofthekeycomponentstoautomotivesafetyperformance.Atpresent,fatiguedamageproblemoftheaxlebecomesincreasinglyoutstanding.Manytrafficaccidentsarecau

7、sedbyit.Soitsreliabilityofstrengthandlifehasimportanteffectsonvehicledrivingsafety.Inthispaper,thefiniteelementanalysisiscarriedoutonthefrontaxleofsomeheavydutytruck,whichprovidescertaintheoreticalbasisforthedesignandproduction.Andthefatigueproblemwithdamagec

8、rackofthefrontaxleisstudied.Thefollowingisthemainresearchwork.(1)Strengthanalysisofvariousconditions.Basedonthestructureandmechanicalcharacteristicsofthefrontaxle,thegeometricmodelisreaso