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原文传递油泵托架可靠性分析研究

论文题名：	油泵托架可靠性分析研究
关键词：	车用油泵托架;可靠性评估;疲劳寿命;动力响应
摘要：	本文以该油泵托架为研究对象，运用有限元方法和试验模态理论，对托架结构进行了动态特性分析和动力响应分析。并在此基础上提出改进方案，改进后的油泵托架成功地通过了随机振动试验。首先，建立了托架总成的CAE有限元模型，并确定其边界条件。为了建立油泵托架这种结构复杂的装配体的有限元模型，尝试了多种建模的手段和技巧，最终通过合理的简化模型、恰当处理零件之间的连接关系、利用有限元计算方法准确模拟多个橡胶减振垫的刚度、利用模态试验结果修正模型参数等方法建立了能够如实反映原结构的几何特性与力学特性的有限元模型。以对油泵总成进行的自由支撑和固定支撑模态试验为基础，修正并验证了所建的有限元模型，准确确定了结构的固有频率和振型。为了分析油泵托架的断裂原因，对其进行了随机振动分析，利用随机振动分析得到的动应力结果进行了基于高斯分布和Miner线性累积损伤定律的随机疲劳计算，并以S-N曲线为依据进行了寿命估计。计算结果与随机振动试验结果相符。对结构中的动应力分析结果表明，托架底部的焊接部位存在应力集中，在振动中产生较大的动应力，是致使托架发生疲劳断裂的最主要的原因。根据上述分析计算结果，提出了结构改进的方法，改进后托架通过在底部增加圆滑过渡的凸台结构和增开两个卸载槽而有效的消除了焊接部位应力集中的状况。为了验证改进后托架结构的动力性能，建立了改进后的油泵托架的有限元模型，并利用该模型对改进后的油泵托架进行了模态分析和随机振动分析以及疲劳损伤计算。通过对比改进前与改进后托架的计算结果可知，二者的固有频率基本变化不大，但在相同的随机激励作用下，改进后托架的动应力明显小于改进前托架中的动应力。对改进后托架进行的疲劳寿命计算以及随机振动试验均证明了改进后托架可以满足使用要求。
作者：	吕昂
专业：	车辆工程
导师：	毕凤荣
授予学位：	硕士
授予学位单位：	天津大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文