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产品的疲劳寿命是现代设计的一个重要指标,因为随着市场竞争的日趋激烈,产品的寿命对用户来说显得越来越重要。与传统的静强度设计相比,疲劳寿命设计需要了解产品的使用环境,应用现代疲劳理论,并结合试验验证,以确保所需要的疲劳寿命。由于有限元疲劳计算能够提供零部件表面的疲劳寿命分布图,可以在设计阶段判断零部件的疲劳寿命的薄弱位置,通过修改设计可以预先避免不合理的寿命分布。
在综合分析和总结前人经验的基础上,本论文以某商务车型为研究对象,将理论研究和计算机仿真技术相结合,采用汽车虚拟试验场技术,应用动力学和有限元方法,建立较完整的汽车整车有限元模型,并结合联合仿真,建立整车耐久性模型和后悬架台架试验模型,在白车身和后悬架的疲劳性能研究中,完成了以下的研究工作:
1、分析了国内外抗疲劳设计的研究现状和发展趋势,指出了汽车行业应用有限元方法进行疲劳分析的重要性和必要性。
2、研究了抗疲劳设计的方法与数据,比较了不同疲劳设计方法之间的区别和联系。
3、建立了该商务车型整车的有限元模型,并基于此模型建立整车耐久性虚拟试验场模型和后悬架虚拟试验台架模型。
4、以国家耐久性试验法规为依据,通过建立整车耐久性虚拟试验场及后悬架试验台架,完全采用动态的、非线性的观点对整车及其后悬架进行仿真分析,以大量的弹性体代替原来的多刚体结构,更真实,更准确,更全面的再现整车的实际运动过程。结合疲劳分析载荷谱的设计方法,疲劳分析结果的评价指标及后悬架参数的优化,采用系统级整车分析结果进行耐久性分析,分析得到白车身及后悬架的疲劳损伤。