復(fù)合載荷對轎車輪轂軸承單元疲勞壽命影響研究.pdf

1、汽車輪轂軸承單元是汽車的關(guān)鍵零部件之一，既要承受車身作用的軸向載荷，又要承受汽車行駛過程中復(fù)雜工況產(chǎn)生的各種載荷，同時還與車身其他部件有復(fù)雜的連接關(guān)系，輪轂軸承性能的優(yōu)劣直接關(guān)系著汽車的舒適性、安全性、經(jīng)濟(jì)性的好壞。
　　隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，但由于我國汽車產(chǎn)業(yè)起步較晚，大部分核心技術(shù)都由外國企業(yè)掌握，雖然國內(nèi)近幾年加大了技術(shù)研究的投入并取得了一定的成就，但與國外汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)國家相比

2、還有很大差距。隨著輪轂軸承技術(shù)的不斷進(jìn)步，輪轂軸承結(jié)構(gòu)在不斷創(chuàng)新，并不斷地向著單元化、集成化、輕量化的方向發(fā)展。輪轂軸承承載能力和疲勞壽命是體現(xiàn)輪轂軸承性能的重要指標(biāo)，針對此方面的研究方法主要有：理論經(jīng)驗計算法、實驗法、數(shù)值模擬分析法，但傳統(tǒng)實驗法周期較長、花費(fèi)大、實驗結(jié)果離散度大，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CAD、CAE技術(shù)的應(yīng)用，大大縮短了輪轂軸承的研發(fā)周期，降低了開發(fā)成本。輪轂軸承單元載荷分析是分析輪轂軸承其他性能的基礎(chǔ)，是輪轂軸承性

3、能分析的關(guān)鍵步奏，本文使用理論經(jīng)驗計算法結(jié)合數(shù)值模擬法，研究實際工況下輪轂軸承單元內(nèi)部載荷的分布規(guī)律，研究輪轂軸承滾道與滾子之間的應(yīng)力、應(yīng)變情況，并計算此工況下輪轂軸承單元的疲勞壽命。本文的主要研究內(nèi)容包括：
　　1.建立轎車剛性穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)彎模型，結(jié)合轎車的實際行駛路況，經(jīng)分析得當(dāng)轎車有較大側(cè)向加速度是輪轂軸承單元的承載情況最具代表性，因此本文以某型號轎車為研究對象，選擇轎車向右轉(zhuǎn)彎的行駛工況，車身具有沿0.55g的側(cè)向加速度，加速度

4、方向為沿車身前進(jìn)方向向左的方向，建立此工況下輪胎與地面的力學(xué)模型，計算結(jié)果顯示此工況下轎車左前輪此時所受的軸向力和徑向力更大，此時輪胎所受徑向力為6228N，方向豎直向上，此時輪胎所受軸向力為3425N,方向為車身前進(jìn)方向向左的方向。忽略其他非主要影響因素，即可認(rèn)為此時輪胎所受地面作用力即為輪轂軸承單元所承受的外部載荷。
　　2.本文研究的輪轂軸承單元型號為 DAC39680037JY，查詢輪轂軸承單元結(jié)構(gòu)設(shè)計文獻(xiàn)，確定輪轂軸承單

5、元內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系和位置關(guān)系，以 Hertz接觸理論為理論基礎(chǔ)，建立輪轂軸承內(nèi)部載荷平衡方程，通過輪轂軸承外部載荷計算輪轂軸承內(nèi)部各個鋼球與內(nèi)外圈的接觸載荷，運(yùn)用理論經(jīng)驗計算的方法研究輪轂軸承內(nèi)部載荷的分布規(guī)律。
　　3.建立輪轂軸承單元有限元模型，選擇轎車車身側(cè)向加速度為0.55g下的工況對輪轂軸承進(jìn)行靜力分析，觀察輪轂軸承內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變的分布情況，研究此種工況下輪轂軸承相對薄弱的部位，計算輪轂軸承疲勞壽命，同時以Lundb