國內外研究現狀和發展動態
研究意義
在FSC(即中國大學生方程式汽車大賽)中,賽車的動力性能是取得佳績的關鍵,而賽車傳動系統的可靠性設計與優化的目的是提高零部件的可靠性,使賽車具有更好的動力性能。尤其是在耐久比賽中,對賽車傳動系統可靠性的考驗更為明顯。以往一些針對傳動系統的設計與優化,大多停留在理想階段,并未對傳動系統零部件的可靠性進行詳細的分析,本項目將對賽車傳動系統零部件的可靠性進行分析,并優化為最佳狀態。
對于賽車來說,由于在設計、制造、加工、裝配以及高速運動狀態下等各種因素的影響,零部件可靠性一般會隨著使用時間的增加而出現逐漸減弱的趨勢,必然會導致整車性能的降低。因而,對于提高賽車傳動系統的可靠性有重要的意義。
國內外研究現狀和發展動態
傳動系統作為與發動機協同工作,保證賽車在各種路況下正常行駛的驅動力,傳遞動力給驅動車輪的重要系統之一,對賽車整體有著重要的影響。由于大鏈輪、半軸等傳動系統關鍵零部件承受較大載荷,因此,對大鏈輪、半軸的疲勞可靠性研究有重要的意義。
可靠性模型
一直以來都國內外眾多學者對可靠性的研究均十分的重視,對車輛部件可靠性的研究主要集中在對載荷譜的研究上,因為載荷譜對于疲勞模擬仿真的分析有著重要的作用。可靠性研究發展至今已經歷了較長的時間,目前在各行各業得到了廣泛的應用,也已經從定性分析發展到定量分析的研究階段[1]。
疲勞分析研究
目前一些汽車工業強國在疲勞方面傾注了大量的技術研究工作,疲勞理論不斷發展與成熟,各種疲勞分析軟件逐漸呈現出來,為汽車零部件設計提供了有力的支持。最先開發疲勞分析軟件的屬于nCode公司,該公司已形成了數據采集、數據分析、疲勞分析等過程的一整套方案[2]。
國外介入疲勞耐久性分析的研究較早,基于疲勞理論,圍繞各種疲勞分析方法,在車輛、機械等方面的疲勞研究成果較多,列舉如下:
Sridhar Srikantan等人通過MSC.Nastran對卡車的結構進行應力的計算,然后在MSC.Fatigue中進行疲勞分析,獲取的結果對后續的改進和優化有一定的指導意義。
Jaap Schijve從材料的疲勞特性和各種載荷特性出發,基于疲勞理論,總結了變幅載荷作用下材料性能、裂紋擴展疲勞分析、高溫疲勞、結構的抗疲勞設計等內容,對后續的疲勞分析工作,尤其在材料疲勞性能領域奠定了良好的基礎[2]。
西南交通大學的金鼎昌、陽光武博士對架構進行了疲勞可靠性分析,提出了一套系統的疲勞分析方法,此外,另一博士提出了一套多體動力學與有限元分析相結合的疲勞分析方法[2]。
西南交通大學的金鼎昌、陽光武博士對架構進行了疲勞可靠性分析,提出了一套系統的疲勞分析方法,此外,另一博士提出了一套多體動力學與有限元分析相結合的疲勞分析方法[2]。
可靠性優化
可靠性分析技術在機械設計領域中的應用已深入到結構設計、機械零部件的強度設計、選材和失效分析以及機械產品設計中,為機械結構可靠性分析與設計提供了理論基礎[5]。
參考文獻
[1]庹奎. 基于隨機有限元法的機械零部件靜動態可靠性分析[D].重慶交通大學,2015.
[2]吳道俊. 車輛疲勞耐久性分析、試驗與優化關鍵技術研究[D].合肥工業大學,2012.
[3]王彥偉,羅繼偉,葉軍,陳立平.基于有限元的疲勞分析方法及實踐[J].機械設計與制造,2008(01):22-24.
[4]蔣春明. 汽車機械式變速器變速傳動機構可靠性優化設計[D].南京航空航天大學,2007.
[5]聶超. 汽車零部件貝葉斯可靠性設計若干關鍵問題的研究[D].大連工業大學,2011.
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