热循环作用下圆筒基体热障涂层的失效过程分析

用等离子喷涂的方法在高温合金圆筒上制备热障涂层,通过红外线辐照圆筒外部对试件进行加热以及内部通冷却空气强制冷却的方法对热障涂层系统进行了热循环失效试验。利用有限元工具ABAQUS对热障涂层系统中的瞬时温度场与应力场进行了计算以分析热障涂层的失效原因。计算结果表明,试样处于稳态最高温度时以及降温过程开始的很短时间内,陶瓷层中出现较大的周向拉应力,该应力将导致热障涂层出现表面垂直裂纹;陶瓷层与粘接层界面的径向应力不足以引起界面的开裂,界面的起裂来源于垂直裂纹出现后所带来的边缘效应。

换热系数对热机耦合作用下热障涂层性能的影响

通过有限元计算分析了热机耦合作用下的热障涂层不同的内壁换热系数对涂层系统隔热效果和应力分布的影响,为选择合适的内壁换热系数提供了参考作用.计算结果表明:随着内壁换热系数的增加模型中的温度随之降低,内外壁的温差以非线性曲线的形式增加;在热氧化生成层附近产生了较大的应力,并且主应力值随着换热系数的增加而增大.

汽车悬置橡胶结构抗疲劳设计

基于某车型动力总成拉杆悬置橡胶的材料拉伸试验数据,利用Abaqus软件拟合得到橡胶材料Ogden超弹性本构模型参数,并依据橡胶材料的应变疲劳理论,试验测试了ε-N疲劳曲线。基于悬置橡胶结构的刚度试验标定了其有限元模型,再根据疲劳台架试验进行了悬置橡胶疲劳寿命计算与结构优化,最后预测了其在整车驱动耐久试验疲劳寿命。

基于多轴载荷的汽车控制臂疲劳载荷块编制

目前大多数控制臂台架疲劳载荷为单向加载的块谱,忽略了载荷的多轴性。依据已测得的控制臂试验场道路载荷谱,通过多轴雨流投影方法分析了其载荷的多轴性,并以多轴雨流投影结果一致为目标,通过迭代方法求解获得其考虑载荷多轴性的载荷块谱。再通过疲劳计算方法对比了单轴与多轴载荷块在寿命预测的差异性,并与控制臂应变采集测试点的疲劳损伤对比,发现考虑多轴的载荷块具有更高的预测精度。载荷多轴性的载荷块编制方法可为汽车其他零件台架疲劳载荷块编制提供参考。

悬架控制臂液压衬套动态特性仿真与测试研究

利用有限元流固耦合法及AMESim机械液压系统建模法对某车型悬架控制臂液压衬套的动态特性进行仿真。然后通过试验测试其动态特性并与仿真结果进行对比分析,验证仿真结果的准确性。最后分析控制臂液压衬套主要参数对其动态特性的影响。

基于复特征值分析的某盘式制动器制动尖叫问题改进

以某车型出现2000 Hz制动尖叫问题的盘式制动器为研究对象,建立制动器的有限元模型。通过试验模态对有限元模型进行修正,应用复特征值分析技术,获取系统的复特征值和振型,并通过ODS测试确认与制动尖叫频率对应的不稳定模态。然后针对此不稳定模态,通过相关性分析量化制动器零件对系统不稳定模态的贡献,采用优化具有最大贡献量的零件几何结构来改善制动尖叫。最后通过SAE J2521台架试验验证此方法可行。

后副车架台架耐久开裂分析及结构优化

为了提升后副车架结构的耐久性能,进行了台架耐久试验,针对试验中发生开裂现象进行了焊缝性能分析,结果表明非焊缝疲劳引起开裂。通过台架耐久仿真分析找到原结构的危险区域,并提出三种优化方案,对比各方案的性能要求,采用双边满焊为最佳改进方案。改进后的结构满足副车架台架耐久、整车二十四通道和四立柱耐久试验,也表明仿真分析方法和改进方案是可信的。

乘用车悬架静强度与疲劳载荷研究

为了快速获得平台悬架静强度与疲劳载荷,本文依据某A级平台5款量产车型试验场道路载荷数据,以前麦弗逊悬架为研究对象,先对轮心载荷幅值进行统计分析,根据应力-强度干涉模型,得到该平台前悬架的强度载荷边界,及其与车辆满载轮荷的G载荷系数。再通过研究5款车型车轮轮心疲劳伪损伤与轮荷的关联关系,得到该平台悬架的疲劳载荷。此方法可快速获得同平台悬架静强度与疲劳载荷,省去实车道路谱采集并提升了工作效率。

汽车制动抖动机理及改善研究

为分析制动盘厚薄差(DTV)和悬架衬套刚度对制动抖动的影响,通过整车道路试验研究制动抖动时频特征,基于快速傅里叶变换对DTV数据进行频次分析,利用多体动力学方法计算悬架系统模态。研究表明:通过整车道路试验得到的汽车制动抖动的加速度频谱具有阶次特征;对DTV数据进行频次分析得到的频域成分以1次和2次DTV为主,这与制动抖动能量集中在1阶和2阶频带的特征吻合,降低频次DTV幅值对控制制动抖动的振源激励有重要作用;前悬纵向模态是制动激励被放大的原因,前下控制臂后点衬套侧向刚度越高,模态特征值越大,制动抖动程度越轻,合理匹配悬架衬套刚度能有效抑制制动抖动。

基于深度卷积-长短期记忆神经网络的整车道路载荷预测

针对传统道路载荷获取方法耗费周期长、成本高,且无法高效应用于整车参数变化后的新车型的问题,利用现有多款车型的载荷数据库,通过建立可确定整车结构参数、运行工况与道路载荷之间关联关系的深度卷积-长短期记忆神经网络(DCNN-LSTM)模型,提出了基于数据驱动的整车轮心载荷预测方法。对比试验结果表明,该方法预测的整车轮心载荷与试验场采集数据非常接近,有利于逐步取消路谱采集试验并极大地提高整车耐久性分析的效率。

基于Abaqus的拟满应力设计算法的实现及其应用

为了解决塔机起重臂结构的轻量化设计问题,本文提出了一种离散变量结构拟满应力设计算法的实现方式,以此为基础,利用Python脚本语言对有限元软件Abaqus进行二次开发,形成了专门用于塔机起重臂结构杆件优化选材的计算模块,通过实例分析验证了其有效性,该模块操作简单,相关内置参数依据设计规范选取,可满足工程应用的需要。

基于惯性力的动力总成悬置载荷谱解算方法研究

为解决工程实际中长久以来存在的难以获取准确的动力总成悬置疲劳载荷谱的问题,提出了一种简单易行的测试与解算方法。利用达朗贝尔原理,将动力总成测点的加速度转化为该点的惯性力,将车身固定后进行惯性力加载获取悬置点的约束反力。在ADAMS/Car中建立了详细的整车多体动力学模型,编制了3D虚拟试验场随机路面,分别以30km/h和50km/h车速进行了虚拟试验验证,从时域、频域、统计特征和雨流计数等方面对左右悬置点的载荷曲线进行了对比分析。结果证明,该方法具有较高的准确性。

整车姿态仿真计算与影响因素分析

以某车型为研究对象,在Adams/Car软件里建立其多体动力学模型,通过对比分析仿真悬架刚度曲线与试验数据、仿真姿态与设计值,验证所建模型的准确性。提出弹簧预载对整车姿态影响的理论计算公式,结合仿真与理论计算的方法对整车姿态的影响因素进行定量分析,验证理论计算公式的准确性,得到弹簧预载、装配工艺是姿态的主要影响因素。提出的姿态仿真计算方法及影响因素分析,可用于指导整车开发过程中整车姿态的分析与控制。

等离子热障涂层失效机理的数值分析研究

针对带等离子喷涂热障陶瓷涂层的圆筒金属基体结构在典型热循环载荷作用条件下的力学响应进行了数值计算,基于陶瓷层中的应力结果对陶瓷层剥落失效机理展开了分析.计算时对陶瓷层材料分别按理想线弹性本构和黏塑性本构模型开展了模拟.分析发现,陶瓷层的界面(横向)开裂存在两种模式:在降温过程中,陶瓷层容易出现界面波峰处的Ⅰ型开裂与腰部位置处的Ⅱ型开裂;在升温过程中,陶瓷层容易发生垂直开裂使结构中出现陶瓷层/基体的界面端,界面端部严重的应力集中效应使陶瓷层容易在该处横向开裂形成界面处的边裂纹.

稳态热载荷作用下热障涂层结构界面断裂研究

针对陶瓷层与黏结层构成的双层热障涂层结构存在单边界面裂纹的情况,利用虚拟裂纹闭合技术(VCCT)计算了稳态热载荷作用下结构的能量释放率,根据计算结果研究了单边界面裂纹的扩展行为.给定结构的温度边界条件求解得到稳定温度场,并以此作为结构的热载荷,计算能量释放率时采用随温度变化的材料参数.计算结果显示,在给定条件下,界面裂纹起裂后结构总的能量释放率大于界面断裂韧度,裂纹将进行失稳扩展;在裂纹扩展至接近自由端面时总能量释放率迅速减小并降到界面断裂韧度以下,裂纹不扩展.分析表明,处于高温稳态热载荷条件下的热障涂层系统,不会发生陶瓷层彻底剥落的失效现象.

APS热障涂层氧化动力方程适用性实验

使用实验的方法研究了大气等离子喷涂(APS)热障涂层在4种不同高温环境下的氧化层生长规律,并且使用目前常见的两种氧化层生长动力学曲线方程拟合了涂层氧化的实验数据,分别得到了相应的方程特征参数值.研究结果表明:APS热障涂层在所研究的4种温度下的动力学曲线形式上是一致的;抛物线形式的动力学方程只能描述较高温度下的氧化层生长规律,而幂函数形式的动力学方程对氧化温度的适应能力比较强,能很好的描述在所研究的4种温度下APS热障涂层的生长规律.

基于电动车平台的轮心主销偏移距对整车性能影响分析

轮心处的主销偏移距是悬架设计的关键指标之一,在平台化设计过程中的影响尤其重要。本文定性分析轮心处的主销偏置距可能影响工况,再通过多体动力学软件获取准确值。结果表明主销偏置距显著的影响车轮前轮不平衡量或不均匀导致的转向盘抖动,在对开路面加速跑偏,转向轻便性也有影响。