基于有限元分析的后橋殼原型疲勞失效預(yù)測(cè)

M.M , H. , N.S.
a. 機(jī)械工程系， Dokuz Eylül大學(xué)工學(xué)部， 35100 Bornova， 伊茲密爾，土耳其
b. Ege Endüstri ve Ticaret A.S., Kemalpas_a Caddesi No.18，35060 Pınarbası， 伊茲密爾，土耳其


摘要：
研究了后橋殼模型的縱向疲勞測(cè)試，過(guò)早破壞發(fā)生在預(yù)期載荷循環(huán)之前。在這些測(cè)試中，裂縫主要源自樣品試樣的相同區(qū)域。為了確定失效原因，建立了橋殼的詳細(xì)CAD模型。橋殼材料的力學(xué)性能通過(guò)拉伸試驗(yàn)確定。利用這些數(shù)據(jù)，用有限元進(jìn)行應(yīng)力和疲勞分析，確定裂縫開(kāi)始位置和失效開(kāi)始前的最低載荷循環(huán)值。用測(cè)試提供的結(jié)果同有限元結(jié)果分析比較。提出改進(jìn)意見(jiàn)，設(shè)計(jì)增強(qiáng)解決方案，以提高橋殼疲勞壽命。


1. 緒論
由于被要求有更高的承載能力，重型商用車[ 1 ]通常必須采用堅(jiān)實(shí)的車軸，如圖1所示。在車輛的使用期限內(nèi)，路面不平產(chǎn)生動(dòng)載荷，導(dǎo)致橋殼（汽車的主要承載部件）發(fā)生疲勞破壞。因此，對(duì)橋殼的疲勞壽命預(yù)測(cè)變的非常重要。在大規(guī)模生產(chǎn)之前，后橋殼原型承載能力和疲勞壽命必須通過(guò)在動(dòng)態(tài)縱向力下的疲勞測(cè)試（如圖2所示）。在這些測(cè)試中，采用液壓傳動(dòng)裝置模擬預(yù)測(cè)循環(huán)縱向載荷，直到疲勞裂紋產(chǎn)生。根據(jù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，橋殼模型必須承受 的周期載荷而不疲勞失效。如圖3所示，對(duì)于非對(duì)稱橋殼縱向載荷的疲勞試驗(yàn)，在達(dá)到載荷周期限制之前，疲勞裂縫就開(kāi)始在橋殼原型上產(chǎn)生。顯示疲勞破壞的最低載荷循環(huán)約為 。在這些測(cè)試中，裂紋起源于班卓琴過(guò)渡地區(qū) 和 。圖4中可見(jiàn)一個(gè)過(guò)早破壞的例子。