液压成形S500MC高强钢汽车轮辋疲劳性能的有限元模拟

以厚度为2.0 mm的S500MC微合金高强钢板为材料,采用液压成形工艺制造汽车轮辋,通过有限元方法分析该轮辋的疲劳性能,并与常规滚压成形2.3 mm均匀壁厚SPFH540中强度低合金钢轮辋和2.0 mm均匀壁厚S500MC微合金高强钢轮辋进行对比.结果表明:液压成形轮辋壁厚的最大减薄率为10.9％;液压成形轮辋的截面弯曲应力和径向应力变化趋势与2种滚压成形轮辋的一致,说明轮辋局部减薄不会使其所受应力发生明显变化;液压成形轮辋的最大弯曲应力和最大径向应力低于该钢的屈服强度,最大弯曲应变和最大径向应变均远小于屈服应变,且疲劳性能安全系数均大于1,表明壁厚局部减薄不会影响轮辋的弯曲和径向疲劳性能.     

不同屈服准则对热轧结构钢各向异性行为预测精度对比

实验测试了酸洗汽车结构钢QSt E系列热轧钢板不同方向(与轧向分别成0°、45°和90°)的单向拉伸力学性能,获得了其各向异性屈服行为。依据Hill48、Hill90和Barlat89各向异性屈服准则及其参数计算方法,分别建立了QSt E系列钢种的各向异性屈服模型,并将模型预测的不同方向屈服应力及r值与实验结果进行对比分析。结果表明,经优化后的参数求解方法可很好的同时预测单向屈服应力和r值。在r值的预测能力上,不论r值呈抛物线型变化还是单调递增变化,Hill48屈服准则均能很好的预测,Hill90屈服准则仅能很好的预测单调递增变化的情况,而Barlat89屈服准则对两种情况下的预测能力均较弱。     

基于服役环境挖掘机工作装置疲劳寿命预测

国内挖掘机工作装置轻量化优化设计均是基于静力学仿真分析，针对现有材料Q235、Q345形成的经验判断为主，无法预测材料性能升级后优化方案的可行性。通过实际试验测试、数据分析与处理、多体动力学仿真、瞬态动力学仿真和结构件疲劳分析，建立了挖掘机工作装置疲劳寿命预测及轻量化优化设计技术路线。运用此方法完成了一款机型的结构优化方案和材料优化方案，轻量化率达到20%。