某载货车动力总成后悬置托架疲劳强度分析

第２２卷增刊２　２０１３年１０月　计算机辅助工程　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｖｏ１．２２　Ｓｕｐｐ１．２　０ｃｔ．２０１３　文章编号：１００６—０８７１（２０１３）ｓ２—０２０３—０４　某载货车动力总成后悬置托架疲劳强度分析　范文峰，　陈涛，　李海忠，　张志远，　徐铁娇　（一汽解放汽车有限公司规划发展部，长春１３００１１）　摘要：针对新设计的某载货车动力总成后悬置托架，在Ａｂａｑｕｓ中建立其所用材料的线性强化弹塑　性模型，计算垂直冲击工况下的强度，结果表明危险位置的ｖｏｎ　Ｍｉｓｅｓ应力未达到材料屈服强度，满　足垂直工况下的强度要求．同时计算动力总成后悬置托架在垂直加速度分别为一２ｇ和４ｇ工况时　的ｖｏｎ　Ｍｉｓｅｓ应力，并用ＦＥＭＦＡＴ对动力总成后悬置托架计算疲劳安全因数，验证托架满足疲劳强　度要求．该动力总成后悬置托架样件装配在某载货车上进行２×１０　ｍ整车强化道路试验后无损　坏，证明该计算可靠．　关键词：线性强化；ｖｏｎ　Ｍｉｓｅｓ应力；ＦＥＭＦＡＴ；Ａｂａｑｕｓ　中图分类号：Ｕ４６３．３３；ＴＢ１１５．１　文献标志码：Ｂ　Ｆａｔｉｇｕｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｔｒｕｃｋ　ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ　ｒｅａｒ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｂｒａｃｋｅｔ　ＦＡＮ　Ｗｅｎｆｅｎｇ，ＣＨＥＮ　Ｔａｏ，ＬＩ　Ｈａｉｚｈｏｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｉｙｕａｎ，ＸＵ　Ｔｉｅｊｉａｏ　（Ｐｌａｎｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＦＡｗ　Ｊｉｅｆａｎｇ　Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ　１３００１　１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｒｅａｒ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｂｒａｃｋｅｔ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｆｏｒ　ａ　ｔｒｕｃｋ　ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ，ｔｈｅ　ｌｉｎｅａｒ　ｈａｒｄｅｎｉｎｇ　ｅｌａｓｔｉｃ—ｐｌａｓｔｉｃ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｒａｃｋｅｔ　ｉｓ　ｂｕｉｌｔ　ｉｎ　Ａｂａｑｕｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｒａｃｋｅｔ　ｉｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｕｎｄｅｒ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｉｍｐａｃｔ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｖｏｎ　Ｍｉｓｅｓ　ｓｔｒｅｓｓ　ｉｎ　ｈａｚａｒｄｏｕｓ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｙｉｅｌｄ　ｓｔｒｅｓｓ，ｔｈａｔ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｉｓ　ｍｅｔ　ｉｎ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｖｏｎ　Ｍｉｓｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅａｒ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｂｒａｃｋｅｔ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ　ｉｓ一２ｇ　ａｎｄ　４ｇ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆａｔｉｇｕｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｆａｃｔｏｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅａｒ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｂｒａｃｋｅｔ　ｉｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｂｙ　ＦＥＭＦＡＴ，ｗｈｉｃｈ　ｖｅｒｉｉｅｓ　ｔｈａｔｆ　ｔｈｅ　ｂｒａｃｋｅｔ　ｍｅｅｔｓ　ｔｈｅ　ｆａｔｉｇｕｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ　ｂｒａｃｋｅｔｓ　ａｒｅ　ａｓｓｅｍｂｌｅｄ　ｉｎ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｔｒｕｃｋ　ａｎｄ　ｔｅｓｔｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　ｒｏａｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｂｒａｃｋｅｔｓ　ｉＳ　ｎｏｔ　ｄａｍａｇｅｄ　ａｆｔｅｒ　ｔｗｅｎｔｙ　ｔｈｏｕｓａｎｄ　ｋｉｌｏｍｅｔｅｒｓ　ｒｏａｄ　ｔｅｓｔ，ｗｈｉｃｈ　ｖｅｒｉｉｅｓ　ｔｈｅ　ｒｅｌｆｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌｉｎｅａｒ　ｈａｒｄｅｎｉｎｇ；ｖｏｎ　Ｍｉｓｅｓ　ｓｔｒｅｓｓ；ＦＥＭＦＡＴ；Ａｂａｑｕｓ　Ｏ　引　—口　　动力总成悬置系统的合理设计可以提高整车的　疲劳性能对于整车的安全性具有很大的影响．…本　文针对所用材料建立线性强化弹塑性模型，对新设　计的某载货车动力总成后悬置托架进行强度和疲劳　安全因数的计算，验证托架满足计算工况下的强度　安全性和舒适性，后悬置托架起到支撑变速箱，连接　悬置和车架以及传递力的作用，因此，托架的强度和　和疲劳寿命的要求．某载货车更换变速箱，导致动力　收稿日期：２０１３—０８－３０　作者简介：范文峰（１９８５一），山东郓城人，助理工程师，硕士，研究方向为动力学及疲劳分析，（Ｅ—ｍａｉｌ）ｔａｉｗａｎｆｗｆ＠１２６　Ｉｍｐ：／／ｗｗｗ．ｃｈｉｎａｃａｅ．Ｏ／１　２０６　４．２疲劳安全因数结果　计算机辅助工程　２０１３丘　５　结束语　提出一种利用材料的基本力学性能参数建立材　料弹塑性模型的方法．通过上述分析可以看出，由于　安全因数为一２～４工况下，疲劳计算结果见图　８，最小疲劳安全因数为１．８１３．　施加的预紧力较大，在螺栓孔周围产生较大的压应　力，可以使疲劳微裂纹闭合，起到防止疲劳裂纹延展　的作用．　通过２×１０　ｍ强化路面的道路试验，说明新设　计的动力总成后悬置托架满足静强度和疲劳强度要　求，同时也验证计算的可靠性．　图８　动力总成后悬置托架疲劳安全因数分布　参考文献：　『１１段巧玉，姚寿广，许江涛．基于ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ的副车架有限元分析［Ｊ］．科学技术与工程，２００８（８）：４７４４－４７４５．　［２］　成大先．机械设计手册（２卷）［Ｍ］．５版．北京：化学工业出版社，２００７：５６９－５７０．　［３］　庄茁，由小川，廖剑辉，等．基于Ａｂａｑｕｓ的有限元分析和应用［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００９：２１９－２２３．　［４］　王仁，黄文彬，黄筑平．塑性力学引论［Ｍ］．北京：北京大学出版社，１９９２：７－９．　［５］ＳＵＲＥＣＨ　Ｓ．材料的疲劳［Ｍ］．王中光，｛睾ｌ北京：国防工业出版社，１９９３：３３３．　（编辑武晓英）