某重型自卸车不同工况下车架的疲劳寿命分析.PDF

２０１６年 １１月 机 械 科 学 与 技 术 Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２０１６ 第３５卷 第 １１期 Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏｌ．３５ Ｎｏ．１１ ＤＯＩ：１０．１３４３３／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３⁃８７２８．２０１６．１１１８ 某重型自卸车不同工况下车架的疲劳寿命分析 唐华平，唐海红，袁夏丽 （中南大学 高性能复杂制造国家重点实验室，长沙　 ４１００８３） 摘要：为研究某重型电动轮自卸车车架疲劳寿命，根据其实际作业情况，采用惯性释放法对车架进 行了各工况的有限元静力学分析。 在此基础上通过准静态应力分析获得了车架关键部位应力响应 因子，结合车架材料的Ｓ⁃Ｎ 曲线。 根据线性累积损伤理论及各工况载荷比重对车架进行了全寿命 分析，并估算了车架总的疲劳寿命。 结果表明：各工况的最大应力均未超出车架材料的屈服极限， 应力的仿真数值和试验值误差在 １２％内，满足静强度要求。 满载状态下车架的疲劳寿命大于 １６ ８１４ ｈ，基本能满足使用寿命要求。 关键词：车架；疲劳寿命；有限元；准静态分析 中图分类号：Ｕ４６３３２１　 　 　 文献标识码：Ａ　 　 　 文章编号：１００３⁃８７２８（２０１６）１１⁃１７４５⁃０６ Ｆａｔｉｇｕｅ Ｌｉｆｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａ Ｈｅａｖｙ Ｄｕｍｐ Ｔｒｕｃｋ Ｆｒａｍｅ Ｕｎｄｅｒ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｌｏａｄ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ Ｔａｎｇ Ｈｕａｐｉｎｇ，Ｔａｎｇ Ｈａｉｈｏｎｇ，Ｙｕａｎ Ｘｉａｌｉ （Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｈｉｇｈ⁃Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，Ｃｅｎｔｅｒ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｆａｔｉｇｕｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ｄｕｍｐ ｔｒｕｃｋ ｕｎｄｅｒ ａｎ ａｃｔｕａｌ ｗｏｒｋｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｔａｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｆｒａｍｅｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏａｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｈａｓｂｅｅｎ ｄｏｎｅｂｙ ｕｓｉｎｇｔｈｅｉｎｅｒｔｉａｌｒｅｌｅａｓｅｍｅｔｈｏｄ． Ｂａｓｅｄｏｎ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｆａｃｔｏｒ ｏｎ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｆｒａｍｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｑｕａｓｉ⁃ ｓｔａｔｉｃ ｓｔｒｅｓｓａｎａｌｙｓｉｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｌｉｎｅａｒｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｄａｍａｇｅｔｈｅｏｒｙ ａｎｄｔｈｅｌｏａｄｓｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ，ｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｈａｓ ｂｅｅｎ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ Ｓ⁃Ｎ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｆｒａｍｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ａｌｌ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｓｔｒｅｓｓ ｉｓｂｅｌｏｗ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｌｉｍｉｔ ｏｆ ｆｒａｍｅ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｔｈｅ ｅｒｒｏｒｓｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｒａｍｅ ｓｔｒｅｓｓｖａｌｕｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｒｅ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ １２％，ｗｈｉｃｈｍｅｅｔｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｏｆｆｒａｍｅｕｎｄｅｒｆｕｌｌｌｏａｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｓｍｏｒｅｔｈａｎ １６ ８１４ ｈｏｕｒｓ，ｗｈｉｃｈ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｒａｍｅ；ｆａｔｉｇｕｅ ｌｉｆｅ；ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ；ｑｕａｓｉ⁃ｓｔａｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ