有限元法结合TRIZ理论对某重型车桥轮毂轴承走外圈原因分析及实地验证

针对国内车桥行业某重型卡车桥驱动桥在未出三保期大批量出现轮毂轴承走外圈问题,利用TRIZ创新思想结合理论设计计算及AnsysWorkbench有限元分析,对5种工况中轮毂故障概率较大的两种工况冲击、紧急制动进行分析,并对轮毂进行应力分析,揭示了轮毂轴承走外圈的过程,提出多种可行性方案小批量试制并进行为期半年多的实地验证,最终得出最优方案,解决全国性重卡轮毂走外圈难题。

载货车前桥轮毂轴承走外圈故障的有限元仿真分析

结合理论分析,明确轮毂单元侧滑工况受力,然后利用有限元分析软件ANSYS Workbench对载货车前桥轮毂及其轴承进行有限元分析,得出其侧向附着系数分别为1.0、0.7、0.5以及0倍的侧滑工况下轮毂轴承孔相对变形量。将各工况分析数据进行对比,结合齿圈结构状态提出改进措施。

基于有限元法对轮毂轴承故障的分析研究

市场上陆续出现矿用车辆故障,拆检发现几乎90%的故障均源于轮毂碎裂,且出现了轴承“走外圈”、轮毂外轴承限位处异磨状况,初步判断其因轮毂轴承走外圈致使轮毂异磨、轮毂轴承限位处刚度不足引起,通过有限元法分析模拟了两种主要工况下的状态,证明了轮毂早期破坏正因此两种因素导致。基于此分析结果,针对轮毂薄弱点结构优化,加强其限位处刚度,分析结果显示轮毂外轴承处抗变形能力在两种不同工况下分别提升20%与10%,优化效果明显。此外提高轮毂轴承配合过盈量以减少轴承走外圈状况的频繁出现。新状态轮毂经台架试验验证,达到标准要求的疲劳能力未破坏且未发现明显的轴承走外圈痕迹,说明通过有限元法分析薄弱点从而针对性加强的方法十分有效。