铝合金轮毂疲劳寿命估算以及轮毂弯曲疲劳试验台设计
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汽车轮毂是汽车重要部件,它不仅在外观上给人留下直接的视觉印象,它的质量更直接影响到了驾驶的安全性、平稳性以及舒适性。如果在行驶中轮毂发生破坏,将会产生严重的行车事故。轮毂破坏多以事故中过大的外力造成,考察车轮疲劳性能主要为了保证车轮在使用寿命期间内不发生疲劳破坏,所以轮毂的疲劳性能是车轮质量的重要指标。目前,汽车轮毂材料主要有钢和铝合金两种,铝合金车轮具有尺寸精度高、热量散发快等优点,是整车实现轻量化的重要零部件之一。对铝合金轮毂的疲劳寿命进行估测,在设计的初级阶段发现结构、模具等潜在问题,缩短研制周期、减小设计的盲目性、降低成本。课题目的在于运用科学方法在产品设计的初级阶段对铝合金轮毂(以18×8.0J为例)有限元建模分析、用合适的疲劳寿命估算方法(局部应力-应变法)预测铝合金轮毂的寿命并将计算过程用MATLAB GUI功能程序化。再通过设计弯曲疲劳试验台,以验证该方法的正确性。使之成为一整套成熟的方法。以便广泛应用在实际设计过程中。使设计的产品达到结构优化、轻量化,提高产品质量同时也缩短研制周期。
摘要 | 第6-7页 |
Abstract | 第7页 |
第1章 绪论 | 第12-22页 |
1.1 研究背景 | 第12页 |
1.2 疲劳的发展历程 | 第12-16页 |
1.3 汽车轮毂的发展概况与铝合金轮毂的出现 | 第16-17页 |
1.4 有关轮毂疲劳寿命的国内外发展现状 | 第17-18页 |
1.4.1 国外方面 | 第17-18页 |
1.4.2 国内方面 | 第18页 |
1.5 研究意义、内容与方法 | 第18-19页 |
1.5.1 研究意义 | 第18-19页 |
1.5.2 研究内容 | 第19页 |
1.5.3 研究方法 | 第19页 |
1.6 本章小结 | 第19-22页 |
第2章 疲劳寿命估算的方法与有限元软件 | 第22-28页 |
2.1 疲劳寿命估算方法 | 第22-24页 |
2.1.1 名义应力法 | 第22-23页 |
2.1.2 局部应力-应变法 | 第23-24页 |
2.2 有限元方法的发展与特点 | 第24-26页 |
2.2.1 基本特点 | 第24页 |
2.2.2 步骤与方法 | 第24-25页 |
2.2.3 常用软件 | 第25-26页 |
2.3 ANSYS软件的特点及应用 | 第26页 |
2.4 本章小结 | 第26-28页 |
第3章 轮毂有限元分析及疲劳寿命的计算 | 第28-46页 |
3.1 轮毂的三维建模 | 第28-32页 |
3.1.1 轮毂的结构介绍 | 第28-30页 |
3.1.2 轮毂三维模型的建立 | 第30-32页 |
3.2 轮毂的有限元分析 | 第32-40页 |
3.2.1 接触设置 | 第33页 |
3.2.2 施加载荷 | 第33-34页 |
3.2.3 施加约束 | 第34页 |
3.2.4 划分网格 | 第34-35页 |
3.2.5 结果的输出与分析 | 第35-40页 |
3.3 铝合金轮毂的疲劳寿命计算 | 第40-45页 |
3.3.1 局部应力-应变法计算轮毂疲劳寿命 | 第40-43页 |
3.3.2 寿命计算与累积损伤法则的结合 | 第43-44页 |
3.3.3 寿命计算与载荷谱的结合 | 第44-45页 |
3.4 本章小结 | 第45-46页 |
第4章 计算过程程序化 | 第46-54页 |
4.1 MATLAB软件与GUI程序 | 第46-47页 |
4.1.1 MATLAB软件 | 第46页 |
4.1.2 GUI程序 | 第46-47页 |
4.2 程序编写过程 | 第47-53页 |
4.2.1 计算器界面的编写 | 第47-48页 |
4.2.2 回调函数的编写 | 第48-53页 |
4.3 本章小结 | 第53-54页 |
第5章 设计铝合金轮毂弯曲疲劳实验台 | 第54-64页 |
5.1 国内外现有的试验方法与试验标准 | 第54-56页 |
5.1.1 国外常用相关标准 | 第54页 |
5.1.2 中国常用相关标准 | 第54-56页 |
5.2 国内外一些典型的疲劳试验台 | 第56页 |
5.3 设计轮毂弯曲疲劳试验台 | 第56-62页 |
5.3.1 试验台设计的基本思路 | 第57-58页 |
5.3.2 各部分机构的设计 | 第58-61页 |
5.3.3 整体结构及功能实现 | 第61-62页 |
5.4 本章小结 | 第62-64页 |
第6章 总结与展望 | 第64-66页 |
6.1 总结 | 第64页 |
6.2 对于本论文的展望 | 第64-66页 |
参考文献 | 第66-70页 |
致谢 | 第70页 |
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