基于实测载荷谱的横向稳定杆连杆疲劳分析与优化

• 作者: 刘志雷 杜建 韩杰 .河北工业职业技术大学 .燕山大学河北省特种运载装备重点实验室 .三一重机试验检测中心
• 来源期刊: 机械强度
• 学科: 工学
• 关键词: 载荷谱;多体动力学;虚拟迭代;疲劳损伤
• 年，卷（期）: 2025,（1）
• 页码范围: 136-147
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2025.01.015

摘要

为解决某皮卡车横向稳定杆连杆疲劳断裂问题，以实测载荷谱为数据支撑，基于多体动力学载荷分解法进行连杆疲劳分析与结构改进。开展稳定杆连杆载荷谱采集试验，进行传感器信号之间的关联分析，验证了采集信号的有效性。通过悬架运动学与柔顺性（Kinematics Compliance,KC）试验，校验了悬架系统动力学模型传力的准确性，采用虚拟迭代法，以实测载荷谱信号为激励，验证了整车动态模型的精度。对比运用多体动力学载荷分解法、压杆失稳理论法、台架试验法3种方法分别获取连杆的临界载荷，对连杆强度进行校核，并与连杆实测载荷值进行对比，对3种方法准确性进行评价。结果表明，多体动力学载荷分解法能精准地预测连杆的临界载荷，而台架试验法结果存在一定误差，压杆失稳理论不能直接用于连杆的强度校核。结合名义应力法与多体动力学分解的载荷谱对连杆开展疲劳仿真与优化，仿真预测连杆疲劳里程数为12 143 km，与真实寿命相对误差值为14%，证明了仿真方法的有效性，对连杆杆身端口危险部位进行结构改进，消除了连杆应力集中现象，使连杆设计寿命满足使用要求。