车轮径向疲劳试验有限元仿真及疲劳寿命估算

采用有限元分析方法,建立汽车车轮有限元模型,模拟车轮径向疲劳试验施加合理的载荷及边界条件。通过分析车轮试验过程中的应力变化情况,得出高应力集中区域及其各主应力值,运用疲劳寿命计算理论及ANSYS软件估算车轮的疲劳寿命。通过与车轮径向疲劳试验结果进行比较,结果表明高应力集中区域与实际裂纹位置吻合,预估的疲劳寿命与车轮实验寿命基本吻合,验证了有限元方法预估车轮寿命的有效性,为以后对车轮进行结构改进起指导作用。

铝合金车轮径向疲劳试验的数值仿真

将动态接触转化成节点可相对移动的缓冲过渡层,提出径向疲劳模型中轮胎与轮辋接触问题的解决方法。过渡层通过共用节点的方法离散成五面体单元,传递轮胎对轮辋的作用力。由于过渡层刚度很小而且厚度小,所以对车轮刚度的影响可以忽略不计。考虑到试验中转鼓与车轮的滚动接触切向力比较小,仅以等效的径向压力施加到轮胎上。文中建立整个试验过程的有限元模型,通过与试验结果以及前人的成果相对比,表明分析模型是正确而有效的。

全表面车轮径向疲劳试验的数值仿真及疲劳寿命分析

为对钢制全表面车轮的径向疲劳寿命进行预测,本文中针对全表面车轮的径向疲劳试验工况建立了有限元分析模型,考虑了轮胎的试验气压对车轮的影响,且使试验中径向载荷的施加过程尽可能接近真实工况。加载变化的径向载荷后得到危险区域的位置并得到车轮危险节点的载荷历程,预测车轮在径向疲劳试验时的疲劳寿命。在国内率先使用ANSYS Workbench分析平台对车轮进行径向疲劳分析,为车轮的径向疲劳分析提供了一种快捷且可靠的分析方法。

考虑材料非线性和辐辋过盈装配的车轮径向疲劳特性研究

首先建立了汽车钢制车轮的三维有限元模型,考虑材料非线性和轮辐与轮辋间过盈装配的影响,通过仿真计算得到其在径向载荷作用下的应力分布。接着采用以偏应力张量第三不变量来判断材料塑性变形拉压类型的方法进行车轮应力分析,并根据危险区域的Mises应力值计算车轮疲劳寿命。最后,对上述仿真和计算结果进行了试验验证,结果表明了有限元模型和分析方法的正确性,为车轮结构的进一步轻量化设计奠定基础。

车轮径向疲劳试验的动力显式有限元算法

由于静力隐式有限元算法很难准确模拟车轮径向疲劳试验,着重研究用动力显式有限元算法进行模拟的方法。论文详细介绍了车轮有限元网格、材料性能参数、轮胎简化、螺栓预紧、焊缝设置、转鼓转动、径向力加载等过程的设置方法及注意事项,列出车轮应力及表面压力的分布,提出判断分析结果合理与否的方法,最后详细介绍材料S-N曲线的选择方法,并对有限元分析及试验寿命结果进行比较,该动力显式模拟设置方法可得到较理想的分析结果。

铝合金车轮动态径向疲劳试验仿真分析与寿命预测

动态径向疲劳试验是评测铝合金车轮安全性的三大性能试验之一,采用有限元方法实现试验的仿真分析和疲劳寿命预测,能够减少物理试验次数,提高车轮设计研发效率。基于ANSYS Workbench平台,考虑轮胎充气压力对仿真结果的影响,建立了试验仿真有限元模型,实现了15×6JJ铝合金车轮动态径向疲劳试验的仿真分析,运用S-N疲劳分析方法得到了径向试验载荷下车轮的疲劳寿命及损伤分布情况。研究结果表明,轮缘、胎圈座和辐条根部后侧是疲劳损伤的主要集中部位,需要进行设计改进。

基于弯曲和径向疲劳试验的高强钢车轮仿真分析

选择具有优良成形性能的600 MPa级马氏体相钢制作成形复杂的轮辐及540 MPa级贝氏体双相钢制作轮辋。建立三维模型和有限元模型,采取静态分析模拟动态分析的方式分别对车轮弯曲和径向工况进行仿真分析,得出易于产生疲劳裂纹的应力集中点及其最大应力、应变值。选用疲劳寿命名义应变法建立了高强钢车轮的E-N曲线,利用疲劳分析软件对该车轮进行疲劳寿命分析。仿真结果表明,2种试验仿真中出现最大应力的位置与试验显示的位置相一致,进而验证了有限元方法预估高强钢车轮寿命的有效性。

大尺寸重载车用铝合金轮毂径向疲劳寿命预测

大尺寸低压铸造铝合金轮毂在服役状态下疲劳寿命研究较少,是其广泛应用于重载车型的原因之一。因此,利用有限元方法建立重载车用低压铸造铝合金轮毂径向疲劳模型,在轮辋胎圈座上施加等效径向载荷,并考虑充气压力对轮毂的影响,对轮毂进行有限元分析,以确定轮毂的应力应变分布。在应力分析基础上,考虑轮毂在成型过程中不同部位力学性能差异造成其疲劳性能不同,运用应力疲劳理论对轮毂径向疲劳过程进行寿命预测。结果表明:在径向疲劳过程中,内轮缘变形量相对较大,这与相关文献结果符合;与小尺寸铝合金轮毂、大尺寸钢制轮毂相比,轮辋外侧连接内轮缘圆角处应力值相对较高,轮毂通风口之间没有出现应力集中;轮辋外侧圆角处寿命最低,预测结果符合轮毂实际使用情况,为轮毂结构设计与后期改进提供依据。

车轮动态径向疲劳寿命预测

为解决汽车车轮安全使用性能和寿命要求的问题,对车轮动态径向疲劳寿命进行预测。建立车轮在径向疲劳试验工况下的有限元模型,通过施加呈余弦函数分布的径向载荷,结合车轮的动态特性,运用nCode DesignLife软件对其进行疲劳分析,预测车轮在径向疲劳实验时的疲劳寿命。研究结果表明:车轮的轮辐中部、内轮缘、轮辋内胎圈座处和轮辋内侧是疲劳损伤的主要部位,可为车轮结构的进一步优化提供依据。

基于径向疲劳仿真的铝合金轮毂寿命分析

为了降低汽车的能源消耗和尾气排放,采用轻质材料铝合金作为轮毂的主要应用材料。为确保轮毂的安全性,对其进行径向疲劳寿命仿真试验分析,考虑胎压对轮毂的影响,在有限元分析中对轮胎与车轮接触部分的应力采用以余弦函数的方式进行施加,并选取3个特殊位置点进行应力分析,使径向载荷更加接近轮毂的现实工况,最后利用名义应力法预测出车轮的径向疲劳寿命。

风冷降温式车轮径向疲劳试验有限元分析

为减少汽车车胎的"爆胎"现象,提高汽车安全性能,提出新型风冷降温式车轮概念。目前对于车轮径向疲劳强度设计计算,仍以经验和试验为主。近年来,CAE/CAM软件的发展对车轮的强度设计和开发提供了参考。运用CAE/CAM软件对新型风冷降温式车轮与普通车轮径向疲劳进行对比分析,通过对比分析来检验此风冷降温式车轮结构设计的合理性并为新型车轮设计开发提供依据。

车轮径向疲劳试验机校准方法及主要测量项目不确定度评定

对车轮径向疲劳试验机转鼓、试验负荷和试验速度进行校准,并对试负荷和试验速度的不确定度进行评定。试验负荷和试验速度校准结果不确定度的要来源为试验机分辨力引入的不确定度、试验机测试重复性引入的不确定度、标测力仪或标准转速表分辨力引入的不确定度。

基于弯曲和径向疲劳试验的车轮仿真分析

车轮在设计完成后,需要进行弯曲和径向疲劳物理试验,检验是否满足疲劳寿命的要求。为解决这种开发模式周期长、成本高的问题,基于弯曲和径向疲劳物理试验的方法,使用Creo和Ansys Workbench软件对材质为A356、规格为16×7J的某型铝合金车轮,建立三维模型和有限元模型。给出仿真流程和仿真思路,采取静态分析模拟动态分析的方式,预测车轮疲劳寿命和安全系数。仿真结果表明,两种试验仿真中最大应力出现的位置与物理试验的位置相一致,验证了有限元方法预估车轮寿命的有效性,从而可以根据分析结果对车轮进行优化设计。

基于有限元的钢制车轮径向疲劳寿命预测

针对径向疲劳试验标准,以合理的载荷加载方式和边界条件,建立车轮有限元模型。利用有限元分析获取车轮结构应力,结合修正后的材料的应力-寿命曲线,根据名义应力法预测疲劳寿命和损伤分布。研究结果表明:径向疲劳试验时,该型号车轮高应力区域集中在通风孔处,易导致初始疲劳裂纹产生;通风孔内表面较外表面疲劳损伤更大,需要在车轮结构抗疲劳设计时重点关注。

四工位道路车辆车轮径向疲劳试验机的设计

设计了一种四工位道路车辆车轮径向疲劳试验机,整机为"十"型结构。径向疲劳试验是道路车辆车轮可靠性验证的一项重要试验,可以验证车轮结构造型是否合理,以及车轮的使用寿命能否达到设计要求,直接关系到车轮的安全性及可靠性。传统试验机多为两工位结构,在吸收传统技术的前提下,设计了四工位试验机,增加了试验工位,提高了试验效率,具有较好的经济效益。

乘用车车轮径向疲劳性能测试设备一致性检测方法

乘用车车轮径向疲劳性能测试是汽车零部件性能检测的一项重要内容,针对其要求和试验方法在ISO、SAE和国内的相应标准都有详细的规定,但测试设备的多样性影响其性能测试数据的一致性,由此造成设备之间、试验室之间数据比对的困难,针对此问题进行了研究,提出了设备间的一致性的检测方法,并初步提出解决措施。

基于响应曲面优化的铝合金轮毂径向疲劳寿命预测

利用模态试验验证了铝合金轮毂模型准确性,对铝合金轮毂进行径向疲劳分析。发现应力集中区域和寿命较短区域分布在减重孔两端。以此为基础利用响应曲面优化法对轮毂进行结构优化,优化模型的有限元仿真结果与响应曲面预测结果的误差在可接受范围内,验证了响应曲面优化结果的准确性。优化结果表明,轮毂最大应力减小了约29.5 MPa,其径向疲劳寿命增加了300%左右。

基于ANSYS的某铝合金轮毂模态与疲劳分析

轮毂作为影响汽车驱动的重要簧下构件,在行驶过程中直接承受交变载荷,因此轮毂的轻量化和可靠性具有重要的研究意义.以某铝合金轮毂为研究对象,运用CATIA软件对其进行三维实体建模;然后将模型导入ANSYS软件中进行前处理;再通过设置不同工程环境下的边界条件以及相应的载荷条件,对轮毂进行模态分析与弯曲疲劳试验,得到了轮毂的模态云图、应力-应变云图以及寿命云图.结果表明轮辋及轮辐是弯曲疲劳过程中最容易发生破坏的部位,两者的连接部位也易发生破坏,结构优化时应着重考虑其可靠性.

A356铸造铝合金车轮轮辐裂纹分析及改进方法

针对轻量化铝合金车轮在径向疲劳试验中的轮辐背腔表面裂纹失效,通过分析轮毂受力,建立力学模型;通过轮辋变形试验,轮辐应变采集试验,采集轮辐受力情况。结果表明:仿真轮辐裂纹处疲劳强度为72 MPa。根据断裂力学得出,过度轻量化导致轮辐横截面积减小,造成应力幅增加,产生轮辐表面裂纹。调整工艺,将轮辐厚度从22.66 mm增至23.06 mm后,增加轮辐横截面积,径向疲劳试验合格。

铝合金轮毂有限元分析及优化设计

为了提高轮毂的安全性和可靠性,本文主要对铝合金轮毂进行有限元分析及优化设计。采用三维软件Creo3.0,对某铝合金轮毂进行实体建模,并导入Ansys软件中,分析其固定点在不同作用力与力矩方向时轮毂的动态弯曲疲劳、径向疲劳与冲击性能。试验结果表明,该轮毂所受的最大应力远小于许用应力。同时,为提高该轮毂的性能,对该轮毂的薄弱连接部位进行加强设计,并对其余部分进行轻量化设计。研究结果表明,轮毂的整体质量减少了134.13 g,其强度符合设计要求。该研究对提高轮毂的使用寿命具有重要意义。