汽車疲勞耐久性技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)概述(已修改)
2025-02-17 20:56 本頁面
【正文】 汽車疲勞耐久性技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 張式程 全德華人機(jī)電工程學(xué)會(huì) 汽車疲勞 主要內(nèi)容 (分別見“疲勞耐久性 1,2,3 ”三個(gè) PPT文件 ) 汽車疲勞耐久性技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1) 目前疲勞分析所能達(dá)到的精度 2） 疲勞分析在汽車開發(fā)流程中的定位 3） 汽車疲勞測(cè)試方法、分析方法的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 4) 疲勞耐久性技術(shù)究竟要解決什么問題（課堂討論與問答） 疲勞耐久性分析理論基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù) 1) 疲勞壽命預(yù)測(cè)的基本理論 2) 等效應(yīng)力選取原則與多軸疲勞分析 3) 疲勞目標(biāo)值的設(shè)定 4) 整車 CAE中的焊點(diǎn)焊縫模型 5) 焊點(diǎn)焊縫疲勞分析方法 6) 焊點(diǎn)焊縫疲勞試驗(yàn)設(shè)計(jì) 7) 能否以及如何建立一套適合自己產(chǎn)品的疲勞分析方法（課堂討論與問答） 汽車疲勞耐久性分析工具 (軟件軟件 )的選擇 1) 汽車開發(fā)常用疲勞分析軟件簡(jiǎn)介 2) 疲勞分析與其他分析 (剛度 ,強(qiáng)度 ,振動(dòng) ,碰撞 )的關(guān)系 3) 如何選擇疲勞分析軟件（課堂討論與問答） 2 汽車疲勞測(cè)試方法、分析方法的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 汽車耐久性道路試驗(yàn) 汽車耐久性臺(tái)架試驗(yàn) 汽車零部件耐久性臺(tái)架試驗(yàn) 測(cè)試方法 分析方法 Source: nCode 2023 ? FEFatigue Overview – Release 3 4 疲勞分析在汽車開發(fā)流程中的定位 在第一階段 : 評(píng)價(jià)各種設(shè)計(jì)方案是否滿足疲勞耐久性要求 . 在第二階段 : 盡早發(fā)現(xiàn)疲勞危險(xiǎn)部位 , 及時(shí)采取措施 , 使樣車順利通過汽車耐久性臺(tái)架試驗(yàn)和汽車耐久性道路試驗(yàn) . 在第三階段 : 發(fā)現(xiàn)前兩個(gè)階段漏判的局部問題還來得及改進(jìn) , 如果必須進(jìn)行大的改動(dòng)則說明疲勞耐久性分析尚須改進(jìn) . 第一階段 第二階段 第三階段 Source: Automotive Circle Internaional Conferrence, 1314 March 2023, Bad Nauheim, Germany 5 振動(dòng) ,碰撞等 疲勞分析與其他分析 (剛度剛度 ,強(qiáng)度強(qiáng)度 ,振動(dòng) 碰撞等 )的關(guān)系 Source: EuroCarBody 2023, 1618 Oct. 2023, Bad Nauheim, Germany 耐久性設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)定與分解 汽車設(shè)計(jì) (或希望保證 )的使用壽命 , 例如 30萬公里 汽車在耐久性道路試驗(yàn)場(chǎng)上的行使里程 , 例如 2023公里 ? 不同路況 (市郊 , 鄉(xiāng)間 , 越野 ) ? 非正常情況 (壓路邊障礙物 ) ? 潮濕腐蝕路面 汽車在耐久性道路試驗(yàn)場(chǎng)上行使過程中記錄 各種工況下的有效疲勞載荷路譜 (每種工況記錄一定時(shí)間 ) 排列組合不同路譜 , 壓縮無效成份為 零部件與整車臺(tái)架加速試驗(yàn)提供試驗(yàn)載荷 虛擬路面 汽車多體動(dòng)力學(xué)模型 為耐久性計(jì)算或 試驗(yàn)提供虛擬路譜 汽車耐久性疲勞計(jì)算 , 輸出損傷值 D 各環(huán)節(jié)之間需要大量經(jīng)驗(yàn)積累 , 并無嚴(yán)格的定量關(guān)系 . 6 1) 2) 3) 4) 5) 目前疲勞分析所能達(dá)到的精度 非常滿意的精度 : 損傷值 1D10 例如 , 如果根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以確定如下當(dāng)量關(guān)系 : 30萬公里正常使用壽命大致相當(dāng)于 2023公里汽車耐久性道路試驗(yàn)行使里程 , 而針對(duì) 2023公里汽車耐久性道路試驗(yàn)行使里程的疲勞耐久性計(jì)算 得出的被試驗(yàn)證實(shí)的疲勞破壞部位的損傷值 D大約在 10之間 . 達(dá)到上述精度往往需要多年的經(jīng)驗(yàn)積累以及根據(jù)經(jīng)驗(yàn)反復(fù)的修正 . 如何改進(jìn)精度 ? 檢查是否存在系統(tǒng)誤差 , 如是可以將過大或過小的損傷值通過一個(gè)系數(shù) 修正到 10之間 . 全面檢查疲勞耐久性計(jì)算的各個(gè)環(huán)節(jié) , 特別是邊界條件 . 在這個(gè)過程中可通過 敏感性分析計(jì)算確定哪些因素有較大影響 . 對(duì)疲勞耐久性分析而言經(jīng)驗(yàn)非常重要 , 和有經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算工程師和疲勞試驗(yàn)工程師 深入討論往往很有幫助 . 有時(shí)也不能排除試驗(yàn)中的錯(cuò)誤 (人們一般懷疑計(jì)算結(jié)果而很少懷疑試驗(yàn)結(jié)果 ), 經(jīng)常標(biāo)定試驗(yàn)設(shè)備很重要 . 計(jì)算與試驗(yàn)有機(jī)結(jié)合 : 試驗(yàn)前用計(jì)算幫助設(shè)計(jì)試驗(yàn) , 試驗(yàn)后用測(cè)量結(jié)果驗(yàn)證計(jì)算 . 7 疲勞計(jì)算主要環(huán)節(jié) 單位載荷作用下線彈性靜載應(yīng)力計(jì)算 (獲得應(yīng)力分量和單位載荷的關(guān)系 ) 載荷譜 (實(shí)際載荷與時(shí)間的關(guān)系 ) 線性疊加原理 找出最大等效應(yīng)力 (危險(xiǎn)截面上的最大正應(yīng)力或最大剪應(yīng)力 ) 對(duì)于尖銳缺口附近應(yīng)力過高等情況
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