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面向驱动桥壳的热弹塑性分析及疲劳寿命预测研究
| 论文题名： | 面向驱动桥壳的热弹塑性分析及疲劳寿命预测研究 |
| 关键词： | 汽车驱动桥壳;有限元法;火焰矫正;热弹塑性;疲劳寿命 |
| 摘要： | 本文以汽车驱动桥壳为对象，通过调研某车桥公司市场返回故障件和加工过程中残次品的变形失效模式，从热弹塑性分析入手结合火焰正交试验的数值模拟，研究了驱动桥壳本体变形矫正的工艺方法，分析工艺的可行性及可靠性，基于疲劳损伤理论，建立桥壳寿命预测模型。论文主要包括以下几个方面: (1)根据驱动桥壳变形失效模式调研数据的统计结果，以及国内外变形火焰矫正热弹塑性分析方法与疲劳寿命研究现状，确定驱动桥壳热弹塑性分析及疲劳寿命预测的主要研究内容:针对汽车驱动桥壳变形矫正问题，进行正交试验，优化了火焰矫正时的加热温度、加热面积和加热时间等工艺参数。运用参数优化结果对驱动桥壳进行了热弹塑性数值模拟，确定了驱动桥壳矫正的最优加热温度以及变形量。基于ABAQUS/FE-SAFE软件以及疲劳损伤理论，建立疲劳寿命预测模型。 (2)以有限元法分析理论为基础，运用ABAQUS分析某型号汽车驱动桥桥壳的静力学特性，完成了从三维几何建模到有限元分析的整个过程。通过有限元分析得出桥壳的变形和应力场以及固有频率和振型图。结果表明，在汽车各种行驶条件下该桥壳是安全可靠的。 (3)以驱动桥壳本体材料16Mn钢板为对象制备火焰矫正试样，分别将试样加热到不同的温度，通过正交试验设计采用不同的加热时间以及加热面积，综合评测了材料火焰矫正的最优工艺参数组合，得到了影响矫正效果的主次因素。运用参数优化结果对驱动桥壳进行了热弹塑性数值模拟，确定了驱动桥壳矫正的最优加热温度以及变形量。 (4)建立了驱动桥壳的疲劳寿命预测模型。基于累积损伤理论，应用ABAQUS/FE-SAFE软件，对正弦及余弦载荷谱作用下的桥壳进行疲劳分析，得到其整体寿命分布云图及危险区域分布状况，并据此确定驱动桥壳疲劳特征以及建立疲劳寿命预测模型。结果显示:桥壳疲劳破坏的部位通常是应力集中的部位。运用FE-SAFE软件调用前期有限元软件分析结果，将测得的载荷时间历程作为疲劳载荷加载，就可以预测出桥壳工作状态下的疲劳寿命。 |
| 作者： | 郑尚敏 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 宋守许 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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