重載車低壓鑄造鋁合金輪轂疲勞壽命分析研究.pdf

1、車輪作為車輛重要的部件，其可靠性直接關(guān)系到整車的安全性。低壓鑄造鋁合金輪轂以其優(yōu)異的性能，在乘用車上已經(jīng)廣泛代替鋼制車輪，但在重載車上的應(yīng)用還是剛剛開始，不過未來有廣闊的應(yīng)用前景。目前，對鋁合金輪轂的研究主要集中于乘用車用小尺寸輪轂或鋼制輪轂，重載車用大尺寸低壓鑄造鋁合金輪轂在服役狀態(tài)下疲勞壽命研究較少。
　　為了探究重載車用大尺寸低壓鑄造鋁合金輪轂的疲勞特性，結(jié)合有限元法和疲勞分析法，參照相關(guān)疲勞性能試驗(yàn)要求，建立輪轂動(dòng)態(tài)彎曲和

2、動(dòng)態(tài)徑向疲勞試驗(yàn)?zāi)M有限元模型，利用靜態(tài)分析法來預(yù)測動(dòng)態(tài)過程中的最大應(yīng)力位置以及疲勞破壞位置。通過將模擬結(jié)果與實(shí)際進(jìn)行對比，結(jié)果表明：
　　在動(dòng)態(tài)彎曲疲勞過程中，輪轂通風(fēng)口之間對數(shù)壽命相對較低，但滿足國標(biāo)規(guī)定最低循環(huán)次數(shù)。大尺寸低壓鑄造鋁合金輪轂，由于其本身結(jié)構(gòu)的特殊性，彎曲疲勞不會(huì)發(fā)生疲勞破壞；在徑向疲勞過程中，內(nèi)輪緣變形量相對較大；與小尺寸鋁合金輪轂、大尺寸鋼制輪轂相比，外輪輞連接內(nèi)胎圈座圓角處應(yīng)力值相對較高，輪轂通風(fēng)口之間沒

3、有出現(xiàn)應(yīng)力集中；輪轂破壞位置在外輪輞連接內(nèi)胎圈座的圓角處，預(yù)測位置與實(shí)際輪轂破壞位置相符合。
　　準(zhǔn)確的疲勞壽命需要將危險(xiǎn)部位的應(yīng)力與載荷歷程相對應(yīng)。同時(shí)，輪轂不同部位材料的不均勻性，使其疲勞性能從輪輞到輪盤順序降低，在同一應(yīng)力條件下的疲勞壽命亦遵循此規(guī)律。疲勞損傷參量的選擇應(yīng)能體現(xiàn)危險(xiǎn)部位的應(yīng)力狀態(tài)。危險(xiǎn)部位出現(xiàn)在輪盤螺栓孔附近或者外輪輞上，疲勞損傷參量應(yīng)該選用主應(yīng)力；危險(xiǎn)部位出現(xiàn)在輪輻，疲勞損傷參量選用等效應(yīng)力或主應(yīng)力所得預(yù)測