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车轮弯曲疲劳与径向疲劳研究及寿命预测
| 论文题名： | 车轮弯曲疲劳与径向疲劳研究及寿命预测 |
| 关键词： | 铝合金车轮;弯曲疲劳;径向疲劳;寿命预测;DesignLife模块 |
| 摘要： | 车轮是行驶系统的重要组成部件和安全部件，它对汽车的行驶安全性和可靠性有着至关重要的影响。由于实际工作环境复杂，且长期受动载荷作用，其疲劳耐久性难免下降。据统计80％以上的车轮破坏属于疲劳破坏，并且疲劳评价试验都是在专业疲劳试验机上进行的，试验成本高且试验时间久。本文研究了车轮弯曲疲劳和径向疲劳的数值分析方法，对预测和提高车轮的疲劳寿命具有重要的工程应用价值。 本文以某乘用车铝合金车轮为研究对象，首先运用软件ANSYS Workbench构建了与弯曲疲劳试验以及径向疲劳试验相对应的有限元数值模型，分析出该车轮的具体应力应变情况。其中在弯曲疲劳的静力分析时，重点分析了螺栓预紧力和离心力的影响规律；在径向疲劳有限元分析时对轮胎进行了简化，将径向载荷以等效径向分布力的形式直接施加在胎圈座上，解决了由于轮胎胎体结构复杂性以及材质和接触非线性导致的不收敛或极难收敛等问题。 将车轮弯曲疲劳和径向疲劳的有限元静力分析结果导入到疲劳分析专用软件NCODE的Design Life模块，搭建了疲劳分析流程，运用基于应力控制的疲劳损伤理论，并用循环系数修正法对其修正，进行疲劳寿命预估，得到研究车轮的弯曲疲劳和径向疲劳的疲劳损伤情况以及疲劳寿命。 本文采用有限元分析与疲劳预测相结合的方法，简化了CAE分析的整个流程。通过该方法对车轮的弯曲疲劳和径向疲劳进行分析能够有效地预测车轮疲劳破坏的危险位置和具体寿命，减少产品开发所消耗的时间，提高产品的可靠性及经济效益，同时为汽车车轮及其他零部件的结构设计以及疲劳分析提供新的分析路径和理论依据。 |
| 作者： | 郭佳欢 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 朱茂桃 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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