差速器壳体疲劳寿命仿真分析方法

汤天宝; 罗义建; 秦玉林; 彭国民; 余春祥; 胡军峰

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目的研究差速器壳体疲劳寿命分析方法,调查差速器壳体断裂的根本原因.方法以具体试验工况为输入,以减速器壳体支撑刚度为边界条件,以齿轮啮合力为输入载荷,建立弹性支撑条件下的差速器壳体有限元模型,并进行强度计算.以强度分析结果为输入,在疲劳寿命计算软件FEMFAT中进行疲劳寿命校核.考虑到差速器壳体分析工况较多、载荷复杂,采用Neuber公式,结合材料的循环应力-应变曲线方程和应力-应变迟滞回线方程,进行线弹性应力修正的方法进行校核.同时,为了更好地模拟差速器的运行极限工况,分析载荷采用了三正一负交替变化的载荷.最后,基于线性疲劳累积损伤理论的Miner法则对结果进行判断.结果基于线性疲劳累积损伤理论的Miner法则,初始设计方案的计算结果表明,疲劳破坏发生在壳体过渡圆角处,其可承受的载荷循环次数为270次,不满足大于350次的设计目标,结果与疲劳台架试验相符,且失效区域对应性较好.通过增大差速器壳体过渡圆角半径及增加壳体厚度的方法对差速器壳体进行优化,优化后的疲劳分析结果显示,疲劳寿命增加至417次,满足350次设计目标,并顺利通过耐久台架试验.结论通过优化前后台架试验结果与仿真结果的对比证实,该仿真分析方法能准确预测差速器壳体的疲劳水平,且该分析方法在计算精度方面是完全可信的,可以在实际项目开发中应用,可提前识别并规避风险,减少后期台架验证成本.

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来源
《装备环境工程》 |2021年第11期|137-142|共6页
作者
汤天宝; 罗义建; 秦玉林; 彭国民; 余春祥; 胡军峰;
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作者单位

浙江吉利动力总成研究院动力总成试验中心浙江宁波 315000;

浙江吉利动力总成研究院动力总成试验中心浙江宁波 315000;

浙江吉利动力总成研究院动力总成试验中心浙江宁波 315000;

浙江吉利动力总成研究院动力总成试验中心浙江宁波 315000;

浙江吉利动力总成研究院动力总成试验中心浙江宁波 315000;

浙江吉利动力总成研究院动力总成试验中心浙江宁波 315000;

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正文语种 chi
中图分类工业设计;
关键词
差速器; 弹性支撑; 有限元模型; 疲劳寿命;

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