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汽车构架器构件劳损裂缝端由解析
发布人员:网站管理员     新闻来源:     发布日期:2013-3-18
  在试验过程中采用四种工况,工况1是试验场,按照规范进行实车路试,以反映用户正常使用条件下,减震器支座的疲劳寿命;工况2是在减震器支座开裂较多的使用地域按汽车正常使用要求进行路试,以反映路面对其寿命影响;工况3是在减震器支座开裂较多的使用地域,轮胎超过标准气压行驶,以反映轮胎气压对其寿命影响;工况4是在减震器漏油的情况下进行路试(试验地域同B),以反映减震器对其寿命影响。最后得到4种工况,3个测点的时间历程信号。

  测试数据的处理及分析对减震器支座的应变信号进行雨流计数,结合对其材料疲劳特性的估计,对不同工况下的疲劳寿命进行预测;对减震器垂直载荷与其支座应变进行对比分析,以分析减震器上载荷与其支座的关系。

  疲劳寿命的计算减震器支座所用材料St13,及其基本特性(抗拉强度)为270-370MPa,这里取其平均值σb=320MPa,由于所用材料为低合金钢,对其应变疲劳特性按文献给出的方法进行估计如下。

  εta=εea+εpa(1)这里,εta为总应变幅,εea为弹性应变幅,εpa为塑性应变幅。

  式(1)中,εea=σf′(2Nf)b/Eεpa=ef′(2Nf)cE=210000MPa疲劳强度系数σf′=1.5σb疲劳强度指数b=-0.087疲劳延性系数ef=0.59F疲劳延性指数c=-0.58循环强化系数K′=1.65σb循环强化指数n′=0.15Nf为疲劳寿命,则2Nf为反向次数。

  当σb/E≤0.003时,F=1;当σb/E>0.003时,F=1.375-125σb/E。这里σb/E≤0.003,所以F=1.0。

  根据公式(1)可以得到如图3所示的应变寿命关系。

  根据所测4种工况载荷谱,结合图3所示的材料疲劳特性,针对测点B,采用局部应力应变法对其疲劳寿命Li(i=1,2,3,4),及相对工况1(试验场工况)疲劳寿命L1进行计算,如1所示。

  减震器垂直载荷与其支座应变对比分析从前面的研究发现,减震器损坏会使减震器支座的疲劳寿命下降99%还多。对于双向筒式减震器,它不仅在拉伸行程起到减小汽车垂直方向冲击载荷的幅值的作用,而且在压缩行程也起作用。如果是在压缩行程失效造成支座疲劳寿命下降,可以通过提高弹簧的刚度等方法来提高其疲劳寿命;如果是拉伸行程造成的,可以通过调节减振器阻尼系数的方法解决上述问题。从理论上讲,应该是拉伸行程是造成的疲劳寿命下降的主要原因,因为压缩行程起主要作用的是弹簧,而不是减震器,为了对这一问题得到进一步证实,需要对支座的应变与减震器的垂直载荷进行对比分析。

  结论通过以上分析,可以得到如下结论:(1)汽车在试验场根据规范进行的可靠性试验,对减震器支座造成的疲劳损伤,要小于实际使用条件下减震器支座的疲劳损伤。这说明,在某些情况下,尽管汽车的可靠性满足国家试验规范要求,但不一定满足用户的实际使用要求,因而在汽车设计过程中,需要对用户的实际使用需求进行调查试验,不应把满足使用规范作为最高准则。(2)汽车行驶过程中,轮胎气压、减震器的状况会对减震器支座的疲劳寿命有较大影响,应该使汽车在轮胎规定气压下行驶。(3)减震器的损坏会对支座的疲劳寿命造成致命的影响,其疲劳寿命会比正常使用条件下降99%还多,因而在使用过程中减震器损坏后要及时更换。