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机械设计与制造
第10期
Machinery Design Manufacture
2010年10月
文章编号:1001-3997(2010)10-0186-03
驱动桥桥壳疲劳寿命预测与试验
谢峰张婷
(合肥工业大学机汽学院,合肥230009)
The calculation and test of fatigue life for the axle housing of automotive drive axle
XI Feng. ZHANG Tin
College of Machinery and Automobile Engineering Itefei University oftechnology, Hefei 230009, China)
:【摘要」】主要介绍电液伺服系统控制的驱动桥桥壳垂直弯曲疲劳强度试验台装置的结构及设计原
理。同时采用 CATIA三维造型软件建立驱动桥桥売的3D模型,利用限元分析方法对该桥壳进行模拟分析
本文通过将桥壳台寀试验和桥壳有限元機拟两种方法得出的結果进行对比分析研究,二者的结果本
致,从而验证了有限元方法对桥売疲劳寿命预测的可行性。把以上两种方法分别应用于桥壳设计生产的不
同阶段,可以大大提高工作效率,保证出厂桥売产品的工作可靠性。
关键词:疲劳寿命;桥壳;电液伺服系统;弯曲疲劳;试验台装置
Abstract It introduces design principle and the construction of a equipment that controlled by the
electric and liquid seruo system. According to the national standard, the equipment is to test the performance
of axle housing of automotive drive axle which is vertically bended. At the same time, the 3D model of the
drive axle housing was established with the software ATIAV5.Based on this model, The ale houl
i automotive drive arle could be simulated in computer under the circumstanees of ANSYS. The results of the i
upper to methods was Compared and analyzed. If the results are similar, it can verify that the simulation is
feasible The above taco methods applied to the different stages when designing and producing a axle housing t
of automotive drive axle could greatly enhance the efficiency of the work and the reliability of the products.
Key words: The fatigue life; The axle housing; The electric and liquid servo system; The bended
fatigue; The test equipment
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中图分类号:TH16文献标识码:A
1引言
曲静强度试验,垂直弯曲疲劳试验。支点、力点、测点的位置如图1
驱动桥垂直弯曲疲劳强度试验是一种台架模拟试验,是使桥
所示。图中虚线箭头表示力点位置,实线箭头表示测点的位置。加
売的实际工作状态在试验室再现的种方法。目前国外广泛采用载的最大载荷为该桥売满载轴荷的25倍。试验要求将桥売平放,
电液何服系统进行驱动桥桥壳垂直弯曲疲劳试验。电液伺服系统安装在台架上。力点为二钢板弹资中心,支点为该桥轮距的相应
具有响应频率高,动作灵敏,可控性强,可实现波形加载等优点吧。点。要求两端支点处于自由状态,不能有载荷和支撑力以外的附加
本实验合根据中华人民共利国的行业标准:QCn54-199汽车力或力矩。巡动桥桥完台架试评估指标包括驱动桥桥壳垂直弯
驱剥桥合架试验评价指标》和QC/533199汽车駆动桥台架试出刚性试验评估指标、静强度试验评估指标和疲劳试验评价指标。
验方法所规定的考核指标及性能要求来进行设计和试验。同时,
(1)驱动桥桥壳垂直弯曲刚性试验评估指标:
本文采用大型分析钦件有限元 ANSYS10.0对桥壳进行模拟分析,
满载轴荷时每米轮距最大变形不超过1.5m/m
不仅可以得出桥売各点应力和位移值,而且在此基础上可以进
(2)驱动桥桥壳垂直弯曲静强度试验评估指标K
步模拟得出该桥壳的疲劳寿命。通过对以上两种方法得出的结果式中:K。一垂直弯曲破坏后备系数;P一垂直弯曲破坏荷载
进行分析研究,二者的结果接近,证明采用有限元方法对桥壳进行
(N);P一满载轴荷,(N);评价指标一K。>6为合格。
模拟分析是可行的。在桥壳的设计过程中,采用有限元方法对桥売
(3)驱动桥桥壳垂直弯曲疲劳试验评价指标
进行模拟分析和疲劳寿命预测,大大减少了试产和反复试验修改试验数据遵循对数正态分布,取其中值疲劳寿命不低于(8x10°)
的过程,从而降低了劳动成本,大大提高了工作效率。
次,试验样品中最低寿命不得低于(5x10)次。
2桥壳疲劳强度试验台的组成和原理
2.1试验台设计要求
十
根据QCT533-1999汽车驱动桥台架试验方法》的规定,汽
乍驱动桥壳台架试验包括驱动桥桥壳垂直弯曲性试验、垂直弯
?1支点、力点、测点位置图
次米稿目期:2009-12-19