重型卡車前軸的靜動態(tài)強度分析及試驗研究.pdf

1、前軸是汽車轉(zhuǎn)向從動橋的重要部件，其性能直接影響汽車的安全性與可靠性。因此，設(shè)計的前軸應(yīng)具有足夠的靜強度和良好的動態(tài)性能。本文結(jié)合某重型卡車前軸的開發(fā)，運用CAE對前軸進行有限元分析獲得其力學(xué)性能，并通過臺架試驗進行驗證，主要研究內(nèi)容如下:
　　利用三維CATIA軟件建立前軸幾何模型，運用前處理軟件HyperMesh對幾何模型進行簡化及幾何清理，建立前軸的有限元網(wǎng)格模型。對前軸在三種典型工況下的載荷進行計算，并利用OptiStruc

2、t進行靜力學(xué)分析。分析結(jié)果表明，三種工況下，前軸均不會發(fā)生靜強度失效，在緊急制動工況下最危險，側(cè)滑工況次之，垂直靜載最安全。
　　利用RADIOSS軟件對前軸進行模態(tài)分析，運用蘭索斯法提取前軸自由狀態(tài)下的前六階固有頻率與振型。前軸沒有發(fā)生振動突變現(xiàn)象，并且前六階固有頻率遠大于路面的激勵頻率范圍0-50Hz，與人體的固有頻率也相離甚遠，不會引起前軸共振。
　　考慮影響疲勞強度的因素，建立前軸修正的S-N曲線，按照QC/T513

3、-1999標準，利用ANSYS Workbench軟件模擬前軸的垂直彎曲疲勞臺架試驗。由疲勞有限元理論分析結(jié)果可知，前軸的最低疲勞壽命為98.5萬次，滿足標準QC/T483-1999的要求。
　　為了驗證有限元分析結(jié)果，按照汽車前橋臺架試驗標準，對設(shè)計前軸進行了臺架試驗，發(fā)現(xiàn)大部分測點的有限元應(yīng)力計算值和試驗測得值比較接近，相對誤差在許可范圍內(nèi)，前軸的垂直彎曲疲勞臺架試驗的結(jié)果滿足標準QC/T483-1999的要求。因此可以判定利