【摘要】：目前,國(guó)內(nèi)汽車廠商在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)及開發(fā)的過程中,往往出于安全方面的考慮,給汽車結(jié)構(gòu)件賦予較高的安全系數(shù)且所參照的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一般從國(guó)外引進(jìn)。這種設(shè)計(jì)方法沒有充分考慮到載荷特征特別是我國(guó)用戶道路載荷特征對(duì)汽車結(jié)構(gòu)件疲勞壽命的影響,導(dǎo)致汽車主要結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度富余量過大,不利于汽車輕量化的實(shí)現(xiàn)。本文以某轎車懸架擺臂為研究對(duì)象,基于我國(guó)用戶道路載荷,結(jié)合低載強(qiáng)化理論,開展了擺臂輕量化設(shè)計(jì)流程的研究,并合理的設(shè)計(jì)出滿足99%可靠度下我國(guó)用戶30萬(wàn)公里使用要求的懸架擺臂,且擺臂重量減少20%。在研究過程中,首先制定載荷譜采集方案并采集用戶道路載荷譜,對(duì)采集得到的用戶道路載荷譜進(jìn)行外推,得到99%可靠度下我國(guó)30萬(wàn)公里用戶道路載荷模型。然后根據(jù)擺臂的材料特性開展了擺臂疲勞特性和低載強(qiáng)化特性研究,建立了零件的應(yīng)力—壽命曲線以及低載強(qiáng)化三維曲面�；诜抡娣治�,擬合軸頭加速度、輪心處服役載荷、擺臂服役載荷以及擺臂工作應(yīng)力之間的關(guān)系,建立了可用于擺臂工作應(yīng)力快速計(jì)算的流程。最后根據(jù)擺臂工作應(yīng)力譜確定原始擺臂結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度富余量,以累積損傷值為約束條件進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì),通過調(diào)整擺臂工作應(yīng)力譜的疲勞損傷和強(qiáng)化比例,設(shè)計(jì)出滿足損傷要求的擺臂最小厚度。本文創(chuàng)新點(diǎn)在于:1)充分考慮載荷特征對(duì)汽車零部件疲勞壽命的影響,提出基于用戶真實(shí)道路載荷并考慮結(jié)構(gòu)低載強(qiáng)化特性的輕量化設(shè)計(jì)的流程;2)基于仿真分析,建立了由軸頭加速度到懸架結(jié)構(gòu)件的載荷分解與轉(zhuǎn)換方法,可用于擺臂的工作應(yīng)力快速確定與計(jì)算。本文建立的方法,可為汽車零部件的輕量化設(shè)計(jì)分析提供一種新思維和新途徑,也可為提高我國(guó)汽車零部件的設(shè)計(jì)水平和競(jìng)爭(zhēng)能力提供技術(shù)支持。
【圖文】：

1 1W nW N 個(gè)不同的應(yīng)力幅值 S1、S2、···、Si構(gòu)成試件的加載譜，各應(yīng)力幅值下命分別為 N1,f、N2,f、···、Ni,f，循環(huán)數(shù)分別為 n1、n2、···、ni，則線性：,iii fnDN 足式(2.3)條件時(shí)，就可以估計(jì)構(gòu)件發(fā)生疲勞失效次數(shù)。0,iii fnD DN 上述假設(shè)，疲勞損傷與應(yīng)力幅值大小無(wú)關(guān)，它與循環(huán)比存在著唯一當(dāng)損傷水平一定時(shí)，兩個(gè)不同損傷曲線的循環(huán)比是相同的，如圖 2-，“損傷-循環(huán)數(shù)”圖上的兩條線性損傷曲線與“損傷-循環(huán)比”一條直線[22]。

第二章 疲勞損傷及低載強(qiáng)化理論基礎(chǔ)互作用，載荷譜中的大載荷會(huì)造成零件疲勞強(qiáng)度下降，使疲勞極限以下的載荷同樣會(huì)對(duì)零件造成損傷，，因此，研究進(jìn)，主要有修正的 Miner 準(zhǔn)則和相對(duì)的 Miner 準(zhǔn)則。iner 準(zhǔn)則是通過延長(zhǎng) S-N 曲線，來(lái)計(jì)算疲勞極限以下載法：一是直接延長(zhǎng)原斜率 S-N 曲線，并根據(jù)延長(zhǎng)后的曲命，進(jìn)而計(jì)算疲勞損傷；另一個(gè)是由 Haibach[24]提出的，平緩的斜率延長(zhǎng) S-N 曲線，計(jì)算疲勞極限以下載荷的損傷
【學(xué)位授予單位】：上海理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U463.33

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2693593