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原文传递转向节和转向节臂疲劳强度研究

论文题名：	转向节和转向节臂疲劳强度研究
关键词：	疲劳强度;转向节;转向节臂;有限元;汽车转向系统
摘要：	转向节和转向节臂是汽车转向系统的重要零件，其疲劳强度对车辆行驶的可靠性和安全性有重要意义。在实际使用中曾发生货车转向节和转向节臂疲劳断裂事故。本课题以此为例，主要研究转向节和转向节臂的疲劳强度。首先，分析转向节和转向节臂的受载工况，确定各自的疲劳薄弱处，简化载荷谱，应用名义应力法进行转向节和转向节臂的疲劳寿命估算；然后，应用HyperMesh软件建立合理的转向节和转向节臂有限元模型，并应用ANSYS软件进行有限元应力分析。在此基础上，考虑零件材料疲劳特性、平均应力等影响因素，使用MSC.Fatigue软件进行转向节和转向节臂疲劳仿真，估算其疲劳寿命；最后，提出提高转向节和转向节臂疲劳强度的多项措施，并通过疲劳仿真对改进措施的效果进行了比较。为了验证疲劳仿真的可信性，搭建试验台架，进行转向节臂的疲劳试验。有限元应力分析、疲劳仿真皆表明转向节轴颈及其邻近轴肩的过渡表面、转向节臂柱销过渡表面为各自的疲劳薄弱处，是转向节和转向节臂疲劳破坏的源头。对比名义应力方法估算结果和疲劳仿真结果表明：两者存在一定误差，但处于同一数量级，疲劳仿真具有准确性；对比试验结果与仿真结果表明：两者变化趋势一致，疲劳仿真具有可信性。疲劳仿真表明各项改进措施的效果不同：单独的加大危险表面过渡圆角半径、降低表面粗糙度、进行喷丸强化皆可提高危险区域的疲劳强度，但提高的程度有限；而渗氮、渗碳及滚压强化的等工艺可以大幅提高危险区域疲劳强度，达到工程使用标准。
作者：	王延强
专业：	车辆工程
导师：	王若平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文