某乘用车空调管路疲劳失效原因分析

文章对某乘用车在强化道路上进行耐久性试验时出现空调排气管断裂的原因进行了分析。基于ANSYS软件建立了汽车空调管路系统的有限元模型,利用模态试验验证了模型的准确性;通过试验采集了强化道路条件下管路系统载荷输入位置的加速度信号,获得了各测点的载荷功率谱,并以此作为输入,对该车型的空调管路结构进行随机振动分析,发现排气管理论失效位置与实际断裂位置吻合;通过对危险点应力功率谱的分析,并结合管路系统的频响分析结果,判断发动机激励引起排气管共振是导致排气管疲劳失效的重要原因,为排气管结构优化指明了方向。     

全地形车车架结构灵敏度分析及轻量化设计

为了快速有效地降低某全地形车生产成本,利用有限元前处理软件HyperMesh建立了某全地形车车架结构的有限元模型,运用Optistruct求解器计算其自由模态并与已有的试验结果进行对比,验证了该模型的正确性。通过Optistruct分析车架在多种工况下的应力分布和变形情况,计算其疲劳寿命并进行灵敏度分析,提出该车架结构轻量化方案,并分析优化后车架结构强度及疲劳寿命,证明了此轻量化方案具有一定的有效性。轻量化车架结构减轻了6.606 3kg,表明通过灵敏度分析能够提高结构优化效率以及轻量化效果。     

变速器齿轮传动刚柔耦合建模与疲劳寿命预测

齿轮轴系的疲劳寿命预测是变速器设计开发过程中的重要环节。文章考虑变速器总成各零部件之间的动力学关联及其约束特征,在ADAMS中建立了变速器总成的多体动力学模型;结合变速器总成的台架试验工况,应用ANSYS软件进行齿轮副的静力学分析,通过弯曲应力和接触应力对所建有限元模型进行了校验;提取变速器齿轮副的模态中性文件,在ADAMS中建立其柔性体模型,进而建立变速器总成的刚柔耦合模型;基于模态叠加法进行瞬态动力学分析,并与在ANSYS中进行的有限元分析结果进行对比,验证了柔性体模型的有效性;得到变速器一挡齿轮危险点的应力谱,利用名义应力法和Miner损伤累计理论,对其进行疲劳预测,并利用台架试验进行了验证。验证试验表明,仿真结果与试验结果基本吻合,该文方法有效。     

基于平均驱动自由度位移法的某车型排气系统吊钩位置设计

采用CATIA软件建立某车型排气系统的三维模型,并运用有限元分析软件Hypermesh建立了有限元仿真模型,分析了模型的自由模态和约束模态。通过与试验模态的对比,验证了仿真模型的正确性。为了减少排气系统通过吊钩传递到车身的振动,在自由模态的基础上,采用平均驱动自由度位移原理设计了排气系统的吊钩位置方案。然后,以支反力和静态位移为优化目标确定了最优方案,通过优化前后吊钩力学响应分析对比验证了优化的有效性。     

随机振动下镍钛形状记忆合金管接头的疲劳寿命分析

针对管路系统中Ni-Ti合金管接头随机振动问题进行了随机振动疲劳寿命分析.以某飞机典型液压管路中的Ni-Ti合金管接头为研究对象,采用基于高斯分布和Mine线性累计损伤定律的Steinberg法,得到了疲劳损伤的计算公式.基于描述Ni-Ti形状记忆合金超弹性和记忆效应的本构模型,建立了管接头有限元模型,进行模态分析和随机振动响应分析,并利用疲劳损伤的计算公式预测结构的疲劳寿命.结果表明:Ni-Ti形状记忆合金管接头在80 000 h的飞行寿命内是安全可靠的,为管接头的设计和优化提供了理论参考.     

基于虚拟迭代的某重型商用车驾驶室疲劳分析

文章以某重型商用车的驾驶室为研究对象,在定远试验场典型路况下采集目标信号,建立驾驶室-车架刚柔耦合多体动力学模型。应用虚拟迭代方法提取驾驶室与悬置系统连接处载荷谱,根据线性疲劳累积损伤理论对驾驶室进行疲劳寿命分析,并与室内台架道路模拟试验结果进行对比,验证了仿真分析结果的正确性。通过对危险部件进行结构改进提高了驾驶室的疲劳寿命,为实车改进提供了方案,节约了试验成本。     

某大型运输车的耐久性虚拟试验研究

耐久性问题是车辆领域的研究热点,对车辆进行实物疲劳实验成本高、周期长,为了缩短研制周期,降低研究成本,提出了虚拟试验的方法来研究车辆的耐久性问题. 以某大型运输车为研究对象,建立了其有限元模型,通过静力学分析获取了应力分布结果和车架变形结果;通过模态分析获取了柔性体结构的模态信息. 基于模态应力恢复理论,考虑车架、上摆臂、下摆臂和力轴的柔性,建立了整车刚柔耦合模型,获取了在平坦路面行驶的动力学响应.与实测结果对比,车架测点的垂向加速度均方根值在误差接受范围内,验证了模型的正确性. 根据Palmgren-Miner准则,对车辆在D级路面的行驶寿命进行了评估,结果表明,4桥悬架结构疲劳寿命最小,并且下摆臂结构出现了应力集中. 通过改进下摆臂结构增加了其使用寿命,为车辆结构的设计提供了参考.      

基于虚拟试验场的后悬架疲劳分析

利用虚拟试验场技术建立耐久性强化路面和整车有限元模型,考虑轮胎的结构非线性因素、轮胎和路面的接触非线性以及橡胶连接件的刚度和阻尼特性等传统计算机辅助分析常使用的人为假定,通过显示时间积分获得道路载荷.基于弹塑性材料模型对后悬架施加道路载荷得到其应力应变历程,应用应变寿命法预测疲劳裂纹萌生寿命,并考虑了平均应力对疲劳寿命的影响.     

汽车悬架螺旋弹簧模态分析和试验验证

汽车零部件在固有频率下工作,振动系统会发生强烈的共振,导致零部件发生破坏,并将振动放大,影响整车舒适性.使用ANSYS Workbench分析软件提供的模态分析功能,建立汽车悬架螺旋弹簧的有限元模型,分析了汽车悬架弹簧的自由模态和工作模态,并进行了模态试验验证.验证结果可为整车设计和弹簧优化提供依据.     

车身疲劳载荷识别与应用

为提高整车载荷识别精度和车身疲劳寿命预测精度,提出应用改进的振动系统传递函数估计算法结合虚拟迭代计算方法,以提高整车输入载荷识别精度和车身疲劳寿命预测精度。首先,应用道路载荷测量车进行整车试验场耐久性强化试验道路载荷信号采集,建立满足工程精度要求的整车刚柔耦合多体动力学模型。在整车振动系统传递函数矩阵识别中,利用改进的估计算法消除输入载荷和响应载荷中随机干扰信号的影响,然后应用整车动力学模型进行输入载荷的虚拟迭代计算,获得比H1估计方法更准确的输入载荷。最后,将虚拟输入载荷导入白车身有限元模型中进行寿命预测计算,并应用整车四通道道路模拟试验进行白车身疲劳寿命试验来验证提出的寿命预测计算的准确性。结果表明,仿真预测结果与试验结果基本一致,说明所应用的改进估计算法和虚拟迭代计算方法可以获得更加准确的整车输入载荷,提高车身疲劳寿命预测的精度。     

基于弯曲和径向疲劳试验的车轮仿真分析

车轮在设计完成后,需要进行弯曲和径向疲劳物理试验,检验是否满足疲劳寿命的要求。为解决这种开发模式周期长、成本高的问题,基于弯曲和径向疲劳物理试验的方法,使用Creo和Ansys Workbench软件对材质为A356、规格为16×7 J的某型铝合金车轮,建立三维模型和有限元模型。给出仿真流程和仿真思路,采取静态分析模拟动态分析的方式,预测车轮疲劳寿命和安全系数。仿真结果表明,两种试验仿真中最大应力出现的位置与物理试验的位置相一致,验证了有限元方法预估车轮寿命的有效性,从而可以根据分析结果对车轮进行优化设计。     

轻轨道岔梁疲劳寿命仿真分析研究

轻轨道岔梁受力状况较为复杂且使用频繁。基于重庆市某道岔梁三号段有限元模型,利用ANSYS有限元分析软件进行了静力学分析,并在此基础上对其进行了疲劳寿命分析。结果表明该道岔梁疲劳寿命满足钢结构设计要求,为提高道岔梁疲劳寿命局部结构需做改进。     

某新能源汽车后副车架疲劳失效分析与优化

为了解决某新能源汽车后副车架台架试验的疲劳失效问题,首先基于Hypermesh软件建立后副车架有限元模型;其次分别对其进行刚度分析、强度分析和疲劳分析。结果表明：其模态小于目标值;其最大应力小于材料屈服;其本体及其焊缝的最大损伤值超出目标值,最大损伤位置与失效位置相同。然后,通过填充其漏液孔进行结构优化,优化之后其各项性能均能够满足设计要求。最后对其优化方案进行台架试验验证,满足台架疲劳要求。     

基于层次分析法的排气系统悬挂点位置优化

提出一种基于层次分析法的排气系统悬挂点位置优化方法。以某桥车悬挂点位置为例,利用HYPERMESH建立排气系统的有限元模型。通过对排气系统进行数值模态分析和试验模态分析,验证有限元模型的准确性。首先通过层次分析法计算各阶模态振型的权重因子,然后用平均驱动自由度位移法(ADDOFD)对所有潜在悬挂点的各阶模态振型加权求和,重新选加权位移较小的位置作为排气系统的悬挂位置。为检验所设计悬挂位置的合理性,对该排气系统进行频率响应分析和约束模态分析;并进行实车验证。比较优化方案和初始方案,传递到车身的力明显下降,满足最大力小于10 N的要求;车内座椅导轨的振动也明显减小,证明优化后的悬挂点符合要求。     

汽车排气系统振动模态分析与悬挂位置优化

排气系统的振动通过吊耳传递到整个车身,进而引起整车的噪声与振动。为了减小这一影响,利用Hypermesh和Ansys软件对某型号汽车的排气系统进行有限元建模与振动模态分析。运用平均驱动自由度位移(average drive degree of freedom displacement,ADDOFD)法对排气系统的悬挂位置进行优化。试验首先将理论模态分析的结果与模态测试的结果进行对比,验证有限元模型的合理性;然后利用ADDOFD法进行悬挂位置优化,绘制ADDOFD曲线,获得3个最佳悬挂点,从而验证了该方法在单消声器排气系统上应用的有效性。     

某混动SUV排气系统向车身的振动传递研究

通过动态特性试验,分析了某插电式混合动力SUV排气系统模态以及被动侧吊钩的动刚度.建立该排气系统有限元模型,对其自由模态进行仿真计算并与试验模态对比,最大误差小于5%,模型可靠.为减小排气系统向车身的振动传递,提高整车NVH性能,引入平均驱动自由度位移法进行吊钩位置优化.对优化后的吊钩进行主动侧模态分析并与目标值350 Hz对标;对优化后的排气系统进行约束模态及频率响应分析,其固有频率、峰值频率均避开了发动机常用转速激励频率范围93～107 Hz,证明优化方案可行,可用于工程实践.     

孔挤压强化有限元分析及疲劳寿命估算

目前孔挤压强化过程仿真方面的文献主要是对于残余应力的分析,疲劳寿命主要由试验测量得到,对疲劳寿命的估算较少。通过三维非线性有限元方法,对7075铝合金芯棒和衬套挤压强化过程进行了仿真。分析了不同强化方法强化后的残余应力分布。在残余应力分析的基础上,估算了循环载荷下不强化、芯棒挤压和衬套挤压强化后元件的疲劳寿命;并与相应的试验数据进行了对比。结果表明,疲劳寿命估算结果与试验结果基本一致,估算方法可行。     

VDI循环下的叉车货叉疲劳优化及试验验证

针对某型3.5 t叉车货叉疲劳断裂问题,在建立货叉有限元模型基础上,运用形状优化法对货叉进行结构优化,使货叉在质量没有增加的情况下,最大应力降低了18.86%.再以静态分析结果为基础,以VDI(德国工程师协会)循环实测的载荷谱为依据,基于Miner疲劳理论,对优化前后的货叉有限元模型进行疲劳模拟分析,优化后的货叉寿命是优化前的1.93倍,疲劳试验结果满足企业要求.     

激光陀螺抖动系统模态分析与实验

在有限元分析软件ANSYS基础上建立了激光陀螺抖动系统的有限元简化模型,并对该模型的振动特性进行了模态分析,并对对模态分析结果和实验测量结果进行对比.有限元分析结果与实验测量结果一致,说明有限元模型合理性,其分析结果可靠.     

基于虚拟试验台的疲劳寿命预测研究

介绍了疲劳预测的一般流程,在LMS.Virtuallab中建立了某轿车后桥及悬架系统的多体动力学模型,引入了虚拟试验台概念,借助于实车道路载荷谱和有限元分析成功地进行了后桥的疲劳寿命预测,用室内台架试验值验证了仿真计算的结果.结果表明,此方法可以有效地预测系统内受力较为复杂部件的疲劳寿命.