各种路况条件下抛物线钢板弹簧的疲劳寿命预测



各种路况条件下抛物线钢板弹簧的疲劳寿命预测

随着汽车技术的快速发展，研究人员面临的挑战是复杂循环负荷下结构件的寿命分析和预测问题。车辆部件或整车疲劳寿命影响着车辆的性能，设计良好的汽车部件不仅使其具有较好的性能，而且使其具有较长的疲劳寿命，尤其是在交变负荷下的疲劳寿命。

在汽车设计阶段，车辆部件的耐久性评价是比较关注的问题之一。由于试验评估方法耗时且成本高，因此汽车部件的评估广泛应用有限元方法，特别对于悬架和钢板弹簧这样的部件。通过计算能力的提高和有限元软件的推广，汽车零部件的耐用性预测变得更加方便可行。

由于抛物线钢板弹簧工作在反复循环负荷条件下，因此其疲劳寿命评估在设计阶段是很重要的。提供了模拟交变负荷下的抛物线钢板弹簧疲劳寿命试验，采用疲劳应变寿命方法对车辆钢板弹簧的疲劳寿命进行预测。交变负荷携带引发疲劳破坏钢板弹簧的道路信号，应变信号表示钢板弹簧的加载信息。为了寻求全面的钢板弹簧疲劳评估，交变负荷信号经过各种路况如高速公路、曲线山路和农村崎岖公路测量路段等。钢板弹簧设计的有限元应力-应变模型采用交变负荷信号作为负荷输入，进而进行疲劳寿命预测。有限元法提供了抛物线钢板弹簧的临界区，应变信号表示行驶汽车抛物线钢板弹簧的加载过程。通过上述分析，在试验室得到了各种路况下工作的钢板弹簧寿命预测。

根据模拟结果，农村地区崎岖路面条件对抛物线钢板弹簧的疲劳损伤最严重，其次是曲线山路和公路畅通道路。因此，在农村路面上行驶的车辆板簧寿命最低。

刊名：Engineering Failure Analysis（英）

刊期：2014年第46期

作者：Y.S. Kong et al

编译：孙坚