基于模態(tài)應(yīng)力恢復(fù)的汽車傳動(dòng)軸疲勞壽命預(yù)測與研究.pdf

1、隨著有限元理論、多體動(dòng)力學(xué)理論和疲勞理論的不斷發(fā)展，近年來，基于以上理論的汽車零部件疲勞分析也成為了汽車研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。汽車傳動(dòng)軸作為汽車傳動(dòng)系的關(guān)鍵零部件之一，在工作過程中不斷承受交變載荷的作用，容易發(fā)生疲勞破壞，因此需要對其進(jìn)行疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。目前，傳動(dòng)軸疲勞壽命的評估主要靠臺(tái)架試驗(yàn)，需花費(fèi)大量人力物力。利用虛擬樣機(jī)技術(shù)對汽車零部件進(jìn)行疲勞分析能夠大大縮短整車研發(fā)周期，節(jié)約研發(fā)經(jīng)費(fèi)。本文即利用虛擬樣機(jī)技術(shù)，根據(jù)某車型的設(shè)計(jì)參數(shù)對該

2、車型傳動(dòng)軸進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及有限元分析，并預(yù)測和研究了其關(guān)鍵零件十字軸的疲勞壽命。
　　首先，本文根據(jù)某車型的設(shè)計(jì)參數(shù)對其使用的傳動(dòng)軸進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并建立了該傳動(dòng)軸的有限元模型，對其進(jìn)行了靜扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度分析和模態(tài)分析，并以分析結(jié)果為基礎(chǔ)對其做了系統(tǒng)評價(jià)。
　　其次，對傳動(dòng)軸中關(guān)鍵零件十字軸進(jìn)行了基于模態(tài)應(yīng)力恢復(fù)的疲勞壽命分析。使用MS C.Patran/Nastran獲得了十字軸的模態(tài)中性文件及含有模態(tài)應(yīng)力信息的結(jié)果文件;在MS

3、C.Adams中建立了傳動(dòng)軸剛?cè)狁詈系亩囿w動(dòng)力學(xué)模型，通過仿真得到了進(jìn)行疲勞分析所需的各階模態(tài)對應(yīng)的DAC文件;最后將載荷時(shí)間歷程文件導(dǎo)入到MSC.Fatigue中，編制十字軸材料的S-N曲線，對十字軸進(jìn)行了疲勞壽命分析，獲得了十字軸在特定工況下疲勞壽命的分布情況及最危險(xiǎn)點(diǎn)的壽命值。
　　最后，對一些影響十字軸壽命的因素進(jìn)行了研究。分別對比了不同材料、不同油口位置、不同形狀和不同傳動(dòng)軸安裝夾角對十字軸疲勞壽命的影響。發(fā)現(xiàn)使用20C