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变刚度钢板弹簧疲劳分析及载荷谱编制方法研究
| 论文题名： | 变刚度钢板弹簧疲劳分析及载荷谱编制方法研究 |
| 关键词： | 变刚度;钢板弹簧;加速寿命;载荷谱;汽车悬架 |
| 摘要： | 钢板弹簧是汽车悬架中常见的弹性元件，被广泛应用于载货汽车和部分采用非独立悬架的客车上。在车辆在随机路面行驶过程中，钢板弹簧总成受力情况复杂，其耐久性面临巨大挑战。 本文针对某变刚度钢板弹簧在实际道路试验中发生的耐久性问题，提出了一种适用于非线性渐变刚度钢板弹簧疲劳可靠性分析评价的载荷谱编制方法。在ANSYS中建立考虑非线性接触的钢板弹簧总成有限元模型并根据台架试验结果进行参数识别，获得了簧片上任意点应力与形变之间的非线性对应关系。在试验场采集获得钢板弹簧在强化路面下的加速度信号，通过处理，获得了钢板弹簧弧高随时间变化的信号。结合应力与弧高的对应关系以及弧高随时间变化的信号，精确获得了强化路面下钢板弹簧疲劳热点区域的应力载荷谱。采用雨流计数法对编制获得的载荷谱进行分级计数并依此为基础对疲劳热点进行疲劳寿命分析，预测结果与道路试验相吻合。 接着，基于获得的应力载荷谱，提出了一套适用于钢板弹簧总成的加速寿命试验程序载荷谱编制方法。基于雨流计数结果，统计分析其载荷分布规律，发现应力幅值服从Weibull分布，但均值不服从常规的正态分布或三参数Weibull分布，采用非参数核密度估计方法估算了其概率密度函数。在对载荷谱外推的基础上，依据Conover法将应力载荷谱编制成八级二维载荷谱，并进一步对一维载荷谱编制方法及台架实现方式进行了探讨。对比路试结果，编制的加速寿命试验程序载荷谱进能够很好的复现试验场疲劳失效发生部位及失效时间。 最后，将本文提出的钢板弹簧疲劳寿命分析方法进行封装，基于VC6.0进行二次开发，搭建了变刚度钢板弹簧疲劳寿命分析专用软件平台。 |
| 作者： | 韩为铎 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 卢剑伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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