汽车零部件疲劳试验.ppt

* 程序载荷疲劳试验 目录 ? 程序疲劳试验方法 ? 零部件程序载荷疲劳试验开发 ? 疲劳耐久试验策略 程序疲劳试验方法 ? 道路载荷数据采集： 驾驶习惯、随机因素的影响: n 名司机、每一子规范 m 次重 复采集每一子规范共 n*m 个载荷样 本。 程序疲劳试验方法 ? 计算每个子规范一个循环样本载荷的雨流矩阵： ? 对每个子规范一个循环样本载荷的共 n*m 个R-M雨流矩阵按百分位 扩展（似然分析）并选定分位； 程序疲劳试验方法 ? 根据各子规范的循环次数，将 （选定分位）一个循环的雨流 矩阵扩展、外推到母体（对于 来自试车场道路采集的载荷可 以直接乘以循环次数）； 程序疲劳试验方法 ? 将各个子规范的雨流矩阵进行叠加，得到耐久试验总规范载荷雨流 矩阵，并根据材料/零件的 S-N 曲线计算: ? 总载荷雨流矩阵中每一元素的疲劳损伤; ? 计算每一元素1次循环的疲劳损伤; 程序疲劳试验方法 ? 产生载荷谱： 1、循环特性R=-1（不考虑均值影响）：沿 Range 轴对损伤求和。 损伤矩阵 1）多级载荷谱：根据 S- N 曲线将各 Range 所对 应的总损伤折算成与 Range 相应的循环次数; 程序疲劳试验方法 2）单级载荷谱： a. 规定总的循环次数，根 据 S-N 曲线将各 Range 的 损伤总和折算到相应的 Range 。 b. 根据技术要求选定试验 载荷 Range，根据 S-N 曲 线将各 Range 的损伤总和 折算成对应于选定 Range 的循环次数。 程序疲劳试验方法 2、任意循环特性（考虑实际均值的影响）： 1）多级载荷谱：在损伤矩阵中选定多个元素（Mean、Range）作为试 验载荷、同时规定总的循环次数，将其余元素的损伤折算到选定的各 个元素上并保证总次数满足规定要求； 程序疲劳试验方法 2）单级载荷谱： a. 根据技术要求在损伤矩阵中选定一个元素（Mean、Range）作为试验载荷， 并计算其一次循环损伤，将损伤总和折算成对应于选定试验载荷的循环次数。 例：选定（Mean=1000N, Range=8000N）为试验载荷，则： 一次循环的损伤等于：2.9E-2/1000 = 2.9E-5 将总损伤折算到试验载荷，形影的总循环次数为：9.3E-1/2.9E-5 = 31730 程序疲劳试验方法 b. 规定总的循环次数，将损伤总和折算到相应的元素上并保证总次数满足规 定要求； 例：选择试验总循环次数为：100000 则： ? 零部件程序载荷疲劳试验开发 ? 后桥刹车载荷疲劳试验： 1、刹车工况后桥受力及最大设计技术要求： 前进刹车： F RF ? ( a / g ) ? [W R ? ( a / g ) ? (WH / L )] ?倒车刹车： F RR ? ( a / g ) ? [W R ? ( a / g ) ? (WH / L )] 技术参数 W WR H L r 制动减速度 amax FRF FRR 量值 2562 1280 640 3089 341 0.8 0.5 6710 7578 单位 kg kg mm mm mm g N N 说明 整车满载载重 满载后桥轴荷 中心到地面高度 前后轴距 车轮滚动半径 前进 倒车 前进刹车后轮接地面制动反力 倒车刹车后轮接地面制动反力 零部件程序载荷疲劳试验开发 2、按照试验规范采集道路行驶载荷，综合道路采集的左、右轮的刹车力矩得到后桥总 刹车力矩 My:????My=LR_My+RR_My LR_My RR_My LR_My+RR_My 零部件程序载荷疲劳试验开发 3、将道路采集的各子规范后桥总刹车力矩转化成车轮接地面上的总纵向力Fx‐总刹车力 矩除以车轮滚动半径(?Fx=My/r)并统计总体极值。可以看出道路采集载荷的总体极值小于 最大设计载荷。 刹车力 刹车力矩 零部件程序载荷疲劳试验开发 4、 利用S‐N曲线，计算各子规范测量车轮接地面上的总纵向力对后桥的损伤强度d。可 以看出超过 99% 的损伤来自Test_M01，Test_M03， Test_M07， Test_M10贡献。 应力集中系数Kf=2，S‐N?曲线截距C?=16，S‐N?曲线斜率b?=‐0.2 d ? K f * ( Range / C ) ? ( 1 / b ) 子规范 Test_M01 Test_M02 Test_M03 Test_M04 Test_M05 Test_M06 Test_M07 Test_M08 Test