基于实际载荷谱的汽车半轴疲劳寿命预测

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1、机械设计与制造第4期122MachineryDesign&Manufacture2016年4月基于实际载荷谱的汽车半轴疲劳寿命预测邹喜红．-，李静，彭吉刚，苟迅(1．重庆理工大学汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室，重庆巴南400054；2．重庆市科学技术研究院，重庆400054))摘要：汽车半轴是汽车传动系统的重要零部件之一。准确预测汽车半轴疲劳寿命是汽车半轴疲劳分析的重要环节。利用垫江汽车试验场采集的实测载荷谱，提取汽车左半轴强化耐久工况、动力工况和高速工况的一个循环作为样本载荷。经过预处理后，利用四点雨流计数法得到栽荷雨流循环矩阵，并将样本载荷外推到整

2、个试验场疲劳耐久试验所要求的全寿命载荷。利用疲劳应力集中系数、疲劳尺寸系数以及表面敏感系数对材料s—N曲线进行修正得到可用于寿命预测的构件S—N曲线；最后，以Miner线性损伤累积理论为基础，结合疲劳分析软件预测了汽车半轴疲劳寿命。关键词：疲劳寿命预测；实测载荷谱；汽车半轴；Miner理论中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2016)04—0122—04FatigueLifePredictionofAutomobileAxleSh扑BasedontheActuaILoadSpectrumZOUXi-hong，LIJing，PENGJi

3、-gang，GOUXun(1．ManufacturingandTestingTechnologyofAutopan8andMinistryofEducationKeyLaboratory，ChongqingUniversityofTechnology，ChongqingBa’nan400054，China；2．ChongqingAcademyofScienceandTechnology，Chongqing400054，China)Abstract：Automotivehalfshoftisoneoftheimpoaantpartsofautomobiletran

4、smissionsystem．Predwtingthefatiguelifeofautomotivehalfshaccuratelyisanimpoaantlinkofthehalfshaftfatigueanalysis．Usingtheloadspectrumcollectedindian-jiangprovingground，acycleofstrengthenendurancecondition，powerconditionandhighspeedconditionofthewereextracted珊asampleloading．erpretreatm

5、ent，thesampleloadingwastransformedintoUrainflowcirculationmatrixwiththefour-pointrainflowcountmethodandextrapolatedtothewholeliferequiredbyfatiguetestoftheprovingground．ThematerialS-NcurveofshWascorrectedbythefatiguestressconcentrationcoefficient，fatiguesizecoefficientandsurfacesensi

6、tivecoefficient．，ffy，onthebasisoftheMinerlineardamageaccumulationtheory，halfshaftfatiguelifeWaspredwtedcombinedwithfatigueanalysissoftware．KeyWords：FatigueLifePrediction；ActualLoadSpectrum；AutomobileAxleShaft；MinerTheory1引言塑堂／疲劳破坏是导致汽车半轴失效的主要原因之一l1。在半轴发生疲劳破坏之前准确预测其疲劳寿命是半轴设计和测试问题中的重要环

7、节。由于汽车半轴所处工况环境比较复杂，影响其疲劳⑧⑤日④寿命的因素众多，要准确预测半轴的疲劳寿命，必须要综合考虑1]r载荷谱的精确度，构件S-N曲线的准确度，累积损伤理论的合理性等影响汽车半轴疲劳寿命的主要因素，再借助于疲劳分析软件图1寿命预测流程来实现寿命预测。Fig．1ProcessofLifePrediction进行寿命估算所需的信息包括：汽车半轴实测载荷谱、半轴几何结构参数、半轴s—N曲线，再结合Miner线性累积损伤理论实测载荷谱样本选取与预处理进行疲劳损伤量计算，进而得到寿命预测值回，关系如图1所示。所采用的垫江载荷谱按照帕斯卡试验规范进行，分为三种

8、来稿日期：2015—08