桥壳垂直弯曲疲劳台架试验分析.PDF

桥壳垂直弯曲疲劳台架试验分析 李 毅  （江苏徐州工程机械研究院，江苏 徐州 221004 ）    ［摘要］通过台架试验对不同桥壳垂直弯曲疲劳寿命进行验证比对，通过应变花采集各桥壳应力集 中点，为干式桥壳的结构有限元分析模型提供验证，为结构优化设计提供试验依据和改进方向。 ［关键词］驱动桥桥壳；疲劳寿命；应力分析 ［中图分类号］TH 136    ［文献标识码］B    ［文章编号］100 1-554X （20 11 ）12-0 122-03 Vertical bending and fatigue stand test analysis of axle box LI Yi 工程车辆驱动桥壳的疲劳寿命值得重视，驱 79.65kN ，动载系数取2 。本文中桥壳垂直压弯试验 动桥壳的作用主要是支承并保护中央传动、差速器 所用试验载荷分为2倍额定载荷的疲劳试验和3倍额 和左右半轴，固定左右驱动车轮的轴向相对位置； 定载荷的强化试验，试验按QC/T534-1999 《汽车 车辆行驶时，承受由车轮传递的路面反作用力和力 驱动桥壳台架试验评价指标》要求，最低疲劳寿命 5 矩，并经托架传给车架等。驱动桥壳应便于主减速 不少于5.0 ×10 次。试验中先进行2倍额定载荷疲 器的拆装和调整，其设计应满足应力和变形要求， 劳试验5.0 ×105次，若桥壳未损坏，再进行3倍额 局部应力集中不能造成桥壳的断裂或塑性变形，因 定载荷强化试验2.0 ×105次。 此对驱动桥壳进行应力、变形分析，提高桥壳工作 2  驱动桥壳受力分析及强度计算 可靠性具有重要意义。本文通过台架试验验证比对 3种不同厂家的桥壳垂直弯曲疲劳寿命是否满足设 桥壳可简化为一空心横梁，两端由轮毂轴承 计要求，并为干式桥壳的结构有限元分析模型提 支承于车轮上，在静力状态下受力简图如图1。另 供验证，为其结构优化设计提供试验依据和改进方 对3种桥壳进行了称重，其中A桥壳为408kg ；B桥 向。 壳为372kg ；C桥壳为474kg 。 1  桥壳试验工况 车辆上大部分构件在变幅载荷下的疲劳破 坏，是不同频率和幅值的载荷所造成的损伤逐渐累 积的结果。所谓损伤，是指在疲劳过程中初期材料 内的细微结构变化和后期裂纹的形成和扩展。当材 料承受高于疲劳极限的应力时，每一个循环都使材 料产生一定的损伤，当累积损伤达到临界值时，就 图1 驱动桥壳静力受力简图 会发生疲劳破坏。 M M F F F 由平衡方程∑ =0和∑ =0 ，求出 = = ， 按J B/ T 5 9 2 8-9 1 《工程机械驱动桥  台架试 a d 1 2 验方法》，驱动桥桥壳垂直弯曲疲劳试验负荷的 在ab 、bc 、cd段分别取横截面1、2 、3 ，可得各横 P KG G 最大值 1= ，其中 为驱动桥壳的额定载荷， ［收稿日期］ - - K 为动载系数。对本文试验的桥壳，额定载荷为