本文關(guān)鍵詞：基于路試載荷的橡膠襯套疲勞仿真研究

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【摘要】：橡膠襯套在車輛行駛過程中承受來自懸架的沖擊力,在較低載荷下就會(huì)發(fā)生疲勞破壞,一旦橡膠襯套發(fā)生破壞將嚴(yán)重影響汽車NVH性能。因此,在新產(chǎn)品開發(fā)階段預(yù)測(cè)橡膠件壽命具有重要的實(shí)用價(jià)值。本文主要以某一車型的控制臂后襯套為研究對(duì)象對(duì)其壽命預(yù)測(cè)方法進(jìn)行研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)首先根據(jù)單軸疲勞試驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù),分別以真實(shí)應(yīng)變、真實(shí)應(yīng)力及應(yīng)變能密度為疲勞損傷參量建立橡膠材料疲勞壽命預(yù)測(cè)模型;結(jié)果表明三種不同損傷參量都能較好地以冪級(jí)數(shù)形式建立損傷參量與疲勞壽命之間的函數(shù)關(guān)系,其中以真實(shí)應(yīng)變?yōu)閾p傷參量所建立的橡膠材料壽命預(yù)測(cè)模型效果最好,確定了橡膠材料的疲勞特性參數(shù)值,為下文橡膠襯套疲勞壽命的預(yù)測(cè)奠定基礎(chǔ)。(2)應(yīng)用三維軟件建立橡膠襯套的三維模型并進(jìn)行網(wǎng)格劃分,利用有限元軟件計(jì)算了臺(tái)架試驗(yàn)工況下的應(yīng)變響應(yīng);借助商業(yè)軟件Ansys nCode對(duì)襯套在臺(tái)架試驗(yàn)載荷工況下的疲勞壽命進(jìn)行預(yù)測(cè),并分析了損傷參數(shù)、載荷相位和響應(yīng)疊加等關(guān)鍵問題對(duì)壽命預(yù)測(cè)的影響。分析的結(jié)果表明,損傷參數(shù)對(duì)構(gòu)件的疲勞壽命有一定的影響但影響不大,多軸工況組合的相位對(duì)疲勞壽命有較大的影響。(3)運(yùn)用雨流計(jì)數(shù)法將初步處理后得到的控制臂球銷部分的隨機(jī)載荷譜進(jìn)行計(jì)數(shù)處理;通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)法得到均幅值的分布規(guī)律,均值服從正態(tài)分布,幅值服從威布爾分布,且均幅值之間相互獨(dú)立;再根據(jù)各路況循環(huán)載荷的比例建立多路況下的復(fù)合概率密度函數(shù),編制一個(gè)完整循環(huán)下的二維載荷譜;應(yīng)用波動(dòng)中心法得到控制臂球銷處一維程序載荷譜,為第五章橡膠襯套載荷的轉(zhuǎn)化及疲勞壽命預(yù)測(cè)提供了載荷基礎(chǔ)。(4)本文根據(jù)試驗(yàn)測(cè)得襯套各方向的剛度數(shù)據(jù),利用非線性方程將球銷載荷譜轉(zhuǎn)化為襯套載荷譜;并結(jié)合有限元計(jì)算得到的橡膠襯套應(yīng)變響應(yīng)結(jié)果、材料疲勞壽命預(yù)測(cè)模型以及線性疲勞累積損傷理論計(jì)算出路試工況下襯套的疲勞壽命;計(jì)算結(jié)果表明,預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果之間的誤差在允許范圍之內(nèi)。
【關(guān)鍵詞】：壽命預(yù)測(cè)模型 臺(tái)架試驗(yàn) 襯套有限元分析 疲勞壽命 路試載荷譜
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題研究的背景10-11
• 1.2 橡膠疲勞壽命的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 橡膠材料疲勞裂紋成核法11-14
• 1.2.2 橡膠材料疲勞裂紋擴(kuò)展法14-15
• 1.3 載荷譜編制的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 課題的意義16-17
• 1.5 論文的主要內(nèi)容17-19
• 1.6 本課題的技術(shù)路線圖19-20
• 第二章 橡膠材料疲勞特性試驗(yàn)20-27
• 2.1 引言20
• 2.2 橡膠材料疲勞特性試驗(yàn)20-21
• 2.3 材料疲勞特性參數(shù)21-24
• 2.3.1 真實(shí)應(yīng)變22-23
• 2.3.2 真實(shí)應(yīng)力23-24
• 2.3.3 應(yīng)變能密度24
• 2.4 壽命模型循環(huán)特征修正24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-27
• 第三章 控制臂襯套臺(tái)架試驗(yàn)疲勞壽命分析27-41
• 3.1 前言27
• 3.2 臺(tái)架疲勞試驗(yàn)27-28
• 3.3 橡膠襯套有限元分析28-32
• 3.3.1 橡膠材料的本構(gòu)模型及參數(shù)28-30
• 3.3.2 橡膠襯套模型建立30-31
• 3.3.3 有限元分析結(jié)果31-32
• 3.4 橡膠襯套疲勞壽命計(jì)算32-38
• 3.4.1 橡膠多軸疲勞壽命分析方法選擇33-35
• 3.4.2 臺(tái)架疲勞工況組合35-36
• 3.4.3 臺(tái)架工況襯套疲勞壽命預(yù)測(cè)結(jié)果36-38
• 3.5 基于不同應(yīng)變比R下的橡膠襯套疲勞壽命預(yù)測(cè)38-39
• 3.6 線性組合誤差分析39-40
• 3.7 本章小結(jié)40-41
• 第四章 路試載荷譜編制41-54
• 4.1 引言41
• 4.2 控制臂球銷隨機(jī)載荷譜41-42
• 4.3 載荷譜的雨流計(jì)數(shù)處理42-43
• 4.4 程序載荷譜的編制43-52
• 4.4.1 載荷分布規(guī)律及檢驗(yàn)43-45
• 4.4.2 載荷均幅值獨(dú)立性驗(yàn)證45-46
• 4.4.3 載荷均值—幅值聯(lián)合概率密度函數(shù)46-47
• 4.4.4 均幅值極值計(jì)算47-50
• 4.4.5 載荷分級(jí)50-51
• 4.4.6 一維載荷譜的編制51-52
• 4.5 制動(dòng)過程隨機(jī)載荷譜的處理52-53
• 4.6 本章小結(jié)53-54
• 第五章 基于路試載荷的橡膠襯套疲勞壽命分析54-64
• 5.1 引言54
• 5.2 橡膠襯套整車試驗(yàn)54
• 5.3 球銷載荷譜與襯套載荷譜之間的轉(zhuǎn)化54-57
• 5.3.1 轉(zhuǎn)化原理54-55
• 5.3.2 求解方法及結(jié)果55-57
• 5.4 疲勞累積損傷理論57-58
• 5.5 基于路試載荷下的疲勞壽命分析58-63
• 5.5.1 路試工況下應(yīng)變響應(yīng)結(jié)果58-59
• 5.5.2 不同工況組合壽命預(yù)測(cè)結(jié)果59-61
• 5.5.3 不同載荷分級(jí)下襯套壽命預(yù)測(cè)分析61-63
• 5.6 本章小結(jié)63-64
• 全文總結(jié)與展望64-66
• 全文總結(jié)64-65
• 研究工作展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 在校研究成果71-72
• 致謝72

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本文編號(hào)：1104475