基于有限元分析的后橋殼原型疲勞失效預測

M.M , H. , N.S.
a. 機械工程系， Dokuz Eylül大學工學部， 35100 Bornova， 伊茲密爾，土耳其
b. Ege Endüstri ve Ticaret A.S., Kemalpas_a Caddesi No.18，35060 Pınarbası， 伊茲密爾，土耳其


摘要：
研究了后橋殼模型的縱向疲勞測試，過早破壞發(fā)生在預期載荷循環(huán)之前。在這些測試中，裂縫主要源自樣品試樣的相同區(qū)域。為了確定失效原因，建立了橋殼的詳細CAD模型。橋殼材料的力學性能通過拉伸試驗確定。利用這些數(shù)據(jù)，用有限元進行應力和疲勞分析，確定裂縫開始位置和失效開始前的最低載荷循環(huán)值。用測試提供的結果同有限元結果分析比較。提出改進意見，設計增強解決方案，以提高橋殼疲勞壽命。


1. 緒論
由于被要求有更高的承載能力，重型商用車[ 1 ]通常必須采用堅實的車軸，如圖1所示。在車輛的使用期限內，路面不平產(chǎn)生動載荷，導致橋殼（汽車的主要承載部件）發(fā)生疲勞破壞。因此，對橋殼的疲勞壽命預測變的非常重要。在大規(guī)模生產(chǎn)之前，后橋殼原型承載能力和疲勞壽命必須通過在動態(tài)縱向力下的疲勞測試（如圖2所示）。在這些測試中，采用液壓傳動裝置模擬預測循環(huán)縱向載荷，直到疲勞裂紋產(chǎn)生。根據(jù)驗收標準，橋殼模型必須承受 的周期載荷而不疲勞失效。如圖3所示，對于非對稱橋殼縱向載荷的疲勞試驗，在達到載荷周期限制之前，疲勞裂縫就開始在橋殼原型上產(chǎn)生。顯示疲勞破壞的最低載荷循環(huán)約為 。在這些測試中，裂紋起源于班卓琴過渡地區(qū) 和 。圖4中可見一個過早破壞的例子。