本文關(guān)鍵詞：汽車懸架控制臂的有限元分析及疲勞名壽命預(yù)測

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【摘要】：控制臂是汽車懸架系統(tǒng)的重要的傳力元件與導(dǎo)向元件,其主要作用是用于傳遞各種力和力矩,故要求控制臂具有一定的力學(xué)性能,如剛度、拉潰力、固有頻率等。控制臂作為汽車重要的安全部件,在汽車運(yùn)行過程經(jīng)常發(fā)生疲勞斷裂失效現(xiàn)象,直接影響到汽車的行車安全性和操縱穩(wěn)定性,也會(huì)危及到人們的生命安全。因此,關(guān)于汽車懸架控制臂的有限元分析及疲勞壽命預(yù)測是有必要的。本文以某款汽車后懸架上擺臂為研究對象,建立了該控制臂的有限元模型,分別進(jìn)行了剛度計(jì)算、拉、壓潰力計(jì)算和模態(tài)分析。在Y方向?qū)υ摽刂票鄣膭偠�、拉潰力及壓潰力等進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明,有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值基本一致。將模態(tài)分析結(jié)果與各系統(tǒng)固有頻率對比可知,本控制臂固有頻率滿足性能要求,不會(huì)與系統(tǒng)產(chǎn)生共振。提取控制臂危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變信息,在引入了臨界平面法的基礎(chǔ)上,建立了2種不同的疲勞壽命預(yù)測模型;分別采用4種不同的理論估算法對該控制臂材料的疲勞特性參數(shù)進(jìn)行估算;在確定了該危險(xiǎn)點(diǎn)所在的臨界平面的位置后,針對不同的疲勞壽命預(yù)測模型進(jìn)行了疲勞損傷參量的計(jì)算,并進(jìn)行了疲勞壽命預(yù)測;最后,對該控制臂進(jìn)行了疲勞壽命試驗(yàn),并將預(yù)測值與試驗(yàn)值進(jìn)行比較。比較結(jié)果表明,兩種模型的預(yù)測值與試驗(yàn)值的比值均在2倍誤差帶以內(nèi),且均適用于本控制臂的疲勞壽命預(yù)測,預(yù)測模型的選擇與疲勞特性參數(shù)的估算方法有關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：控制臂 有限元分析 臨界平面法 損傷參量 疲勞壽命預(yù)測
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.33
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10
• 1.2 控制臂結(jié)構(gòu)10-11
• 1.3 國內(nèi)外汽車零部件疲勞研究現(xiàn)狀11-17
• 1.3.1 金屬疲勞研究歷史[5-7]11-14
• 1.3.2 疲勞國內(nèi)外現(xiàn)狀14-17
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容17-18
• 第二章 懸架控制臂的有限元分析18-33
• 2.1 引言18
• 2.2 有限元靜力學(xué)基礎(chǔ)18-19
• 2.3 材料特性參數(shù)的獲取19-21
• 2.4 有限元模型的建立21-23
• 2.5 控制臂剛度計(jì)算及試驗(yàn)驗(yàn)證23-25
• 2.5.1 控制臂X向剛度計(jì)算23-24
• 2.5.2 控制臂Y向剛度計(jì)算及試驗(yàn)24-25
• 2.6 控制臂Y向拉、壓潰計(jì)算及試驗(yàn)25-28
• 2.7 模態(tài)分析28-31
• 2.7.1 模態(tài)分析理論基礎(chǔ)28-30
• 2.7.2 自由模態(tài)30-31
• 2.7.3 約束模態(tài)31
• 2.8 本章小結(jié)31-33
• 第三章 控制臂疲勞壽命預(yù)測模型的建立33-50
• 3.1 引言33
• 3.2 疲勞累積損傷理論33-36
• 3.2.1 線性累積損傷理論33-34
• 3.2.2 非線性疲勞累積損傷理論34-35
• 3.2.3 雙線性疲勞累積損傷理論35-36
• 3.3 基于臨界平面的多軸疲勞理論36-42
• 3.3.1 基于應(yīng)力準(zhǔn)則的多軸疲勞損傷參量38-39
• 3.3.2 基于能量準(zhǔn)則的多軸疲勞損傷參量39-42
• 3.4 材料疲勞性能參數(shù)的估算方法42-47
• 3.4.1 四點(diǎn)關(guān)聯(lián)法42-44
• 3.4.2 通用斜率法44-45
• 3.4.3 修正四點(diǎn)關(guān)聯(lián)法45-46
• 3.4.4 修正通用斜率法46-47
• 3.5 AL6082-T6鋁合金疲勞性能參數(shù)的獲取47-49
• 3.5.1 斷面收縮率的計(jì)算47-48
• 3.5.2 實(shí)際斷裂韌性的計(jì)算48-49
• 3.5.3 疲勞特性參數(shù)的計(jì)算49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 第四章 控制臂疲勞壽命預(yù)測及試驗(yàn)50-58
• 4.1 引言50
• 4.2 控制臂疲勞壽命試驗(yàn)結(jié)果50-51
• 4.3 臨界平面的確定51-53
• 4.3.1 應(yīng)力準(zhǔn)則臨界平面的確定51-52
• 4.3.2 能量準(zhǔn)則臨界平面的確定52-53
• 4.4 損傷參量的計(jì)算53-54
• 4.4.1 最大主應(yīng)力幅值的計(jì)算53-54
• 4.4.2 SWT損傷參量的計(jì)算54
• 4.5 疲勞壽命預(yù)測及比較54-57
• 4.5.1 基于最大主應(yīng)力幅值的疲勞壽命預(yù)測54-55
• 4.5.2 基于SWT的疲勞壽命預(yù)測55-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 總結(jié)與展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果63-64
• 致謝64-65
• 附件65

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