基于S-N曲线的汽车波纹管位移循环载荷寿命研究

建立了汽车波纹管有限元模型,研究了位移循环载荷对汽车波纹管寿命的影响规律,探明了汽车波纹管不同结构参数与等效应力、应变和疲劳寿命之间的关系,并通过正交试验优化了波纹管结构参数。分析了疲劳失效后309S不锈钢汽车波纹管微观组织。结果表明:随着位移循环载荷增大,波纹管疲劳寿命降低,疲劳寿命有限元结果和试验结果误差小于8.8%。增大波高、波距、波宽及减小壁厚有利于提高波纹管疲劳寿命,通过正交试验优化,等效应力由670.5 MPa减小到582.3 MPa,疲劳寿命由80060次增加到241450次。在水涨成形阶段,由于冷变形产生了部分马氏体,位移循环载荷作用下波纹管断裂处硬度接近200 HV,波峰处有明显的裂纹,其内部存在疲劳特征。

波形参数对S型汽车波纹管弯曲刚度的影响

基于汽车行驶载荷分析的结果,应用有限元软件Ansys Workbench建立汽车波纹管有限元分析模型,计算了波纹管的弯曲刚度,与试验结果相吻合。对波纹管弯曲刚度与壁厚、波高、波距等波形参数之间的相关性进行有限元计算,得到波纹管弯曲刚度与波形参数的关系,为汽车波纹管优化设计提供参考依据,具有很大的工程应用价值。

CR/NBR汽车波纹管的研制

采用CR/NBR并用胶制作了汽车发动机与滤清器相连的波纹管。其配方为 :CR +NBR 10 0 ,氧化镁 +氧化锌 11～ 12 ,硬脂酸 1～ 2 ,促进剂 1 95～ 2 65 ,防老剂 8,软化增塑剂 14～ 18,炭黑 5 0～ 5 5。混炼温度宜控制在 70℃ (不能超过 130℃ )。采用高温短时间模压硫化 (2 2 0℃× 2min ,平板压力 10MPa)。

汽车排气系统金属波纹管结构参数与疲劳寿命的灵敏度分析

汽车排气系统金属波纹管疲劳寿命是波纹管性能的重要评价指标。运用SolidWorks进行参数化建模,利用HyperMesh创建有限元模型;通过MSC.Patran与MSC.Nastran对波纹管进行应力分析,得到应力集中位置。设计正交试验分析波纹管不同结构参数下的应力分布,结果表明:金属波纹管壁厚对其疲劳寿命影响最大,波高影响次之,波径和波距变化对疲劳寿命影响相对较小;金属波纹管各结构参数的最优组合方案为A_(1)B_(3)C_(1)D_(1),即壁厚为0.15 mm,波高为13 mm,波径为1.8 mm,波距为6 mm。

汽车排气系统波纹管性能试验分析与改进设计

通过波纹管轴向拉压和垂直于轴向拉压的应力分布情况和弹性常数分析了其可靠性性能。结果表明:波纹管的弹性常数比设计值偏大,且无论波纹管在受到轴向拉压还是垂直于轴向的拉压时,受力最大的点都出现在固定端一侧的第五个波谷处,这也是波纹管进行疲劳实验的破裂处。最后通过适当减小壁厚对波纹管的结构进行优化和改进,使其成本降低,同时提高了设计精度和可靠性能。