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各種路況條件下拋物線鋼板彈簧的疲勞壽命預(yù)測(cè)

隨著汽車技術(shù)的快速發(fā)展，研究人員面臨的挑戰(zhàn)是復(fù)雜循環(huán)負(fù)荷下結(jié)構(gòu)件的壽命分析和預(yù)測(cè)問題。車輛部件或整車疲勞壽命影響著車輛的性能，設(shè)計(jì)良好的汽車部件不僅使其具有較好的性能，而且使其具有較長(zhǎng)的疲勞壽命，尤其是在交變負(fù)荷下的疲勞壽命。

在汽車設(shè)計(jì)階段，車輛部件的耐久性評(píng)價(jià)是比較關(guān)注的問題之一。由于試驗(yàn)評(píng)估方法耗時(shí)且成本高，因此汽車部件的評(píng)估廣泛應(yīng)用有限元方法，特別對(duì)于懸架和鋼板彈簧這樣的部件。通過計(jì)算能力的提高和有限元軟件的推廣，汽車零部件的耐用性預(yù)測(cè)變得更加方便可行。

由于拋物線鋼板彈簧工作在反復(fù)循環(huán)負(fù)荷條件下，因此其疲勞壽命評(píng)估在設(shè)計(jì)階段是很重要的。提供了模擬交變負(fù)荷下的拋物線鋼板彈簧疲勞壽命試驗(yàn)，采用疲勞應(yīng)變壽命方法對(duì)車輛鋼板彈簧的疲勞壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)。交變負(fù)荷攜帶引發(fā)疲勞破壞鋼板彈簧的道路信號(hào)，應(yīng)變信號(hào)表示鋼板彈簧的加載信息。為了尋求全面的鋼板彈簧疲勞評(píng)估，交變負(fù)荷信號(hào)經(jīng)過各種路況如高速公路、曲線山路和農(nóng)村崎嶇公路測(cè)量路段等。鋼板彈簧設(shè)計(jì)的有限元應(yīng)力-應(yīng)變模型采用交變負(fù)荷信號(hào)作為負(fù)荷輸入，進(jìn)而進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測(cè)。有限元法提供了拋物線鋼板彈簧的臨界區(qū)，應(yīng)變信號(hào)表示行駛汽車拋物線鋼板彈簧的加載過程。通過上述分析，在試驗(yàn)室得到了各種路況下工作的鋼板彈簧壽命預(yù)測(cè)。

根據(jù)模擬結(jié)果，農(nóng)村地區(qū)崎嶇路面條件對(duì)拋物線鋼板彈簧的疲勞損傷最嚴(yán)重，其次是曲線山路和公路暢通道路。因此，在農(nóng)村路面上行駛的車輛板簧壽命最低。

刊名：Engineering Failure Analysis（英）

刊期：2014年第46期

作者：Y.S. Kong et al

編譯：孫堅(jiān)