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车桥的疲劳寿命有限元分析

车桥的疲劳寿命有限元分析

  • 分类:行业动态
  • 作者:Jnzcgy
  • 来源:济南中创试验机
  • 发布时间:2021-04-01

【概要描述】采用有限元方法分析零件的疲劳寿命,发现零件的薄弱环 节进而优化结构,是一种行之有效的设计方法。随着分析理论 和工程 软件 发 展 得 越 来 越 成 熟,分析结果越来越精确。 

车桥的疲劳寿命有限元分析

【概要描述】采用有限元方法分析零件的疲劳寿命,发现零件的薄弱环 节进而优化结构,是一种行之有效的设计方法。随着分析理论 和工程 软件 发 展 得 越 来 越 成 熟,分析结果越来越精确。 

  • 分类:行业动态
  • 作者:Jnzcgy
  • 来源:济南中创试验机
  • 发布时间:2021-04-01
  • 访问量:115
采用有限元方法分析零件的疲劳寿命,发现零件的薄弱环 节进而优化结构,是一种行之有效的设计方法。随着分析理论 和工程 软件 发 展 得 越 来 越 成 熟,分析结果越来越精确。 
FE-SAFE软件具有算法先进、功能全的优点,是世界公认精度 最高的疲劳寿命分析软件之一,使用 FE-SAFE 对桥壳进行疲 劳寿命分析,可直接读取 ABAQUS 的 ODB 文件。文中针对某型号的车桥壳,采用 SolidWorks、ABAQUS 和 FE-SAFE 软件相结合的方法分析该车桥壳体在规定载荷下的疲 劳寿命。 
首先利用 SolidWorks 建立车桥的三维模型,再将模型导入 ABAQUS 中,设置材料属性、装配部件、设置分析步、设置耦 合、划分网格、添加边界条件,然后进行静力分析。最后将 ABAQUS 分析得到的 ODB 文件导入 FE-SAFE 中,设置材料属 性、载荷、表面质量、算法,求解得到最先破坏点的寿命和发 生破坏的单元。
为了能反映实车情况,并且可以和疲劳试验进行对比,车 桥壳的约束和载荷情况与实车、疲劳试验时保持一致。在初始 分析步中约束车桥左端面中点的 5 个自由度,只留下绕车辆前 进方向的转动自由度,同时约束车桥右端面中点的竖直方向的 位移。按照标准 QC/T 533 - 1999 的要求,在弹簧安装面上施 加 2. 5 倍的满载轴荷,满载轴荷 1 871 kg。在 FE-SAFE 中,设 置载荷为正弦波,峰值为 2. 5 倍的满载轴荷,谷值为零。 
在 ABAQUS 中划分网格时,因为车桥形状不规则,采用自 由网格划分技术,并选择十节点二次四面体 C3D10 单元,采用该单元可以得到较高精度的分析结果,但是相比六面体单元需 要消耗更多的计算时间。 在 ODB 文件中导入 FE-SAFE 时,只导入最后一个分析步中的应力,并设置对应的单位。材料的弹性模量为 210 × 109 Pa,泊松比设置为 0. 3,在 FE-SAFE中设置材料的极限抗拉强度为 540 MPa,表面粗糙度 Ra 设置为 40 ~ 75 μm。 
 
ABAQUS 计算结果如图 6 所示,应力最大处主要在桥壳管 的下部分、弹簧安装座与车桥壳连接处。
 
FE-SAFE 的计算结果显示车桥可以经历 150 万次的循环载 荷 (见图 7)。该分析结果和疲劳试验结果相一致,由此可见 该分析方法较为合理。
 
 
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