文档介绍：燕山大学
硕士学位论文
液压胀形汽车桥壳强度刚度及疲劳寿命分析
姓名:崔亚平
申请学位级别:硕士
专业:车辆工程
指导教师:王连东
20050401
摘要质量要小。液压胀形汽车桥壳是一种新工艺,试验研究发现:用液压胀形工艺制造汽车桥壳,强度刚度高,重量轻。但是,目前液压胀形桥壳成形过程中材料硬化的规律尚不清楚,其强度、刚度及疲劳寿命较普通桥壳提高多少,仍没有定量的分析和系统的论证,更谈不到提供桥壳优化设计的理论依据。因此对液压胀形桥壳强度刚度展开研究,具有重要的理论和实试验,得到了桥壳材料的硬化规律:管坯在缩径过程中材料的屈服应力提以衷刂爻狄貉拐托吻趴俏@云淝慷燃捌浯怪蓖淝斩冉了理论计算和有限元分析,得到了桥壳的应力应变分布规律。以衷刂爻狄貉拐托吻趴俏@莶牧锨炕男拚@褪倜线,定量的分析了材料强化与桥壳寿命及承载能力的关系:@褪倜岣呶T吹倍:疲劳寿命相同时,其失效应本文完善了液压胀形工艺理论,为液压胀形汽车桥壳的优化设计提供关键词液压胀形桥壳:双向等长缩径:强化规律;疲劳寿命;静强度;刚汽车桥壳是车辆中重要的安全件和功能件,要有足够的强度和刚度,本文在桥壳缩径工艺小批量生产试验基础上,%。@褪倜9冶曜虼问保涑性啬芰μ岣%。了理论依据,为液压胀形桥壳应用于实际生产提供了可靠的参考。度;际意义。
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第滦髀引言汽车桥壳是几何形状较为复杂的零件,它是主减速器、差速器、半轴的装配基体,主要功用是支承汽车重量,并承受由车轮传来的路面反力和反力矩,并经悬架传给车架虺瞪。其性能直接影响运输车辆的安全性和可靠性,应具有足够的强度和刚度。并且要求尽量减小质量以提高汽车行驶的平顺性。近年来,随着成型设备及相关控制技术的发展,液压胀形技术在国外迅速发展惴河τ糜谄抵圃煨幸怠F登趴怯芍形恃腊黤异型截面与两端直管组成,属于回转壳体,用液压胀形工艺制造最为合理【俊8霉艺是指选择适当尺寸的管坯,首先进行推压缩径将其端部直径减至零件图要求,然后进行轴向压缩复合液压胀形将中ぁ徊糠掷┱懦尚巍S靡貉拐托工艺制造汽车桥壳,不仅制件壁厚分布合理,无焊缝,强度、刚度高,重量轻,而且材料利用率高,节能降耗,加工工序少,加工效率高。迄今为止,复合液压胀形相关理论的研究仍然比较缺乏,有关轴向压缩胀形的研究主要包括成形模具的设计⒊尚喂ひ盏纳杓祈韖⒊尚瘟的计算‘、成形过程的有限元模拟‘。等。由于汽车桥壳属于大型回转壳体,轴向尺寸大,牙包部分最大截面当量直径与两端直管部分当量直径比值大笥圃毂冉侠眩训憬隙啵鄙傧喙匚南妆ǖ溃酱芯俊目前本人导师正在进行液压胀形汽车桥壳的研究【保⒁咽艿胶颖笔自然科学基金的资助。本课题为河北省自然科学基金项目“液压胀形汽车桥壳正负成形工艺研究”所涉及但尚未进行的工作,即进一步研究汽车桥壳强度、刚度以及疲劳寿命的计算方法,提供减轻桥壳重量的理论依据,为桥壳的优化设计奠定基础,其中国外有关液压胀形桥壳工艺的研究Ⅲ。、国内相关试验探索以及数值模拟方面的研究均为本论文奠定基础。
国内外研究现状目前实际应用中的桥壳多为铸造桥壳和钢板冲压焊接桥壳。对于铸造桥壳,虽然有较高的强度和刚度,但是质量大,铸造质量不易保证,浪费材料和能源。而对于钢板冲压焊接桥壳,虽然容易制造,重量轻,但其加工工序较多,往往存在着回弹超差”,且焊缝质量要求高,依然浪费材料和能源。由于液压胀形技术具有可以减轻零件的重量、提高零件的强度刚度、增加材科乖寐屎徒档蜕杀镜扔诺悖昀词艿叫矶喙业钠毡橹厥印液压胀形工艺在,日本用液压胀形技术试制出轻型汽车桥壳俊D壳埃谟靡貉拐托喂ひ罩圃炱怠⒎机等机械零件尚处于起步阶段,吉林大学李扔教授、燕山大学王连东教授等人正在研究液压胀形汽车桥壳,并己初步取得一些研究成果【≈射,前届硕士研究生赵石岩进行了液压胀形桥壳成形的数值模拟⋯。目前,关于桥壳强度的研究文献较多。一般是利用力学分析方法,计算危险截面的强度和刚度‘。随着计算机的普及和发展,有限元方法也越来越多的应用到汽车桥壳的性能分析中。有的研究者用转向驱动桥桥壳进行静强度分析,用桥壳危险截面的应力值日拷星慷刃核;有的研究者利用院笄趴墙星慷雀斩确治觯酆峡悸歉髦工况,给出后桥壳的应力分布‘饿】;有的研究者对驱动桥壳进行强迫振动分析目前关于桥壳疲劳寿命的研究,有的研究者基于咝岳刍鹕理论对其进行疲劳可靠性分析计算】;有的研究者结合试验所测载荷谱,估算桥壳寿命Ⅲ】:有的研究者利用有限元方法对桥壳寿命进行分析。现有的研究文献考虑的都是传统方法成形的桥壳,有关液压胀形桥壳性能分析的文献仍未见报道。液压胀形桥壳的基本性