简析大客车横向稳定杆的虚拟疲劳

论文关键词:横向稳定杆;有限元分析;虚拟疲劳分析

    论文相关查阅：毕业论文范文、计算机毕业论文、毕业论文格式、行政管理论文、毕业论文       

论文摘要:根据大客车横向稳定杆的几何参数、载荷及约束情况，建立了横向稳定杆的有限元分析模型。基于疲劳寿命预测的相关理论，结合Abaqus有限元分析软件和nSoft疲劳分析软件进行虚拟疲劳分析，在较短的时间内获得了横向稳定杆的疲劳寿命分布、寿命薄弱位置等信息。结果表明，虚拟疲劳分析能大大缩短产品的开发周期，减少试验的工作量，降低开发成本。

    在多数轿车和客车上，为了防止车身在转向行驶等情况下发生过大的横向倾斜，在悬架中均设有横向稳定杆。横向稳定杆由弹簧钢制成，呈扁平的U形横向地安装在汽车的前端或后端。汽车转向时车身侧倾，横向稳定杆一端下移，另一端则上移，而中部对于车架并无相对运动，于是横向稳定杆便被扭转。弹性的横向稳定杆所产生的扭转的内力矩阻碍了悬架弹簧的变形，从而减小汽车的侧倾，使其保持良好的姿态。

    在实际工作状态中，横向稳定杆常会受到大小不同的扭力作用，随着受力次数的增加，某些部位会出现疲劳破坏。因此，疲劳寿命是设计中必须要考虑的一个重要因素，有必要对横向稳定杆进行虚拟疲劳分析。

    某新型双层大客车，前、后悬架各安装一套横向稳定杆。本文基于Abaqus有限元分析软件进行线性静力分析，结合nSoft疲劳分析软件，对横向稳定杆进行虚拟疲劳分析。

1、虚拟疲劳分析的方法与过程

1.1疲劳分析的方法

    疲劳是在某点或某些点承受扰动应力，且在足够多的循环扰动之后形成裂纹或完全断裂的材料中发生的局部的、永久结构变化的发展过程。零件在循环加载下产生疲劳破坏所需的应力或应变循环数称为疲劳寿命。按破坏时循环数的高低，疲劳分为高周疲劳和低周疲劳。高周疲劳受应力幅控制，又称应力疲劳。高周疲劳是各种机械中最常见的，简称疲劳。低周疲劳受应变幅控制，又称应变疲劳。

    根据疲劳破坏的形式，常用三种疲劳分析方法: S_N名义应力法、e-N局部应变法、LEFM裂纹扩展寿命法。其中，S-N名义应力法适用于高周疲劳。

1.2虚拟疲劳分析的过程

    虚拟疲劳分析是将有限元应力、应变分析结果，导入疲劳分析系统;而后在疲劳分析系统中建立材料的疲劳曲线，选择或输入循环载荷谱;在选择合适的疲劳损伤累积规则后，疲劳分析系统自动进行疲劳分析，计算出零件的疲劳寿命分布，以帮助设计人员判断设计寿命是否达到，或进行寿命优化设计。图1为虚拟疲劳分析流程图。