Tänään analysoidaan auton etuakselin levyjarrun työolot, käyttöympäristö, väsymisanalyysi jne. Kohtuullisen suunnittelurakenteen tulee täyttää lujuuden, jäykkyyden ja väsymisiän vaatimukset. Niiden joukossa yleinen epäonnistumisen syy on väsymisvaurio. Auton etuakselin levyjarrun väsymisanalyysin aikana kohdistettu syklinen kuormitus on kuitenkin yleensä enemmän. Voimaanalyysin aiheuttama kuorma on paljon pienempi, joten väsymisvaurion ongelmaa ei voida ratkaista staattisen lujuusanalyysin avulla.
Jos ajon aikana ei ryhdytä tehokkaisiin toimenpiteisiin väsymisvian estämiseksi, syntyy suuria työvoiman ja aineellisten resurssien menetyksiä ja hukkaa. Väsymyshäiriöstä ei ole merkkejä, ja on liian myöhäistä estää sitä. Se on aiheuttanut suuren määrän vakavia liikenneonnettomuuksia. Edes tieteellisen tutkimuksen kehittyneet tekniset havaitsemismenetelmät eivät pysty ennustamaan sitä tarkasti. Siksi ennen raskaan kuorma-auton sillan etuakselin jarrulevyn murtumisongelman tutkimista on ensin tutkittava jarrulevyn väsymisvaurio.
Autojen etuakselin levyjarruissa on useita väsymisvaurioita. Paikallisen rakenteen optimointi riittää parantamaan rakenteen väsymisikää koko rakenteen osalta; väsymisvauriot on kertynyt tietyn ajan kuluessa; makron väsymisvaurioiden tutkimuksen kautta ja Halkeaman ominaismekanismi mikroskooppisella tasolla voidaan tiivistää väsymismurtuman aiheuttaviksi tekijöiksi.
Stressi-väsymysanalyysimenetelmä
Koska rakenneosien on oltava vaihtuvien kuormien vaikutuksen alaisia, jonkin ajan kuluttua, tietyn aikahistorian jälkeen, tapahtuu väsymisvika ja toimitusjakson aikahistoriaa kuvaava indeksi on väsymisikä. Väsymisiällä tarkoitetaan osan kokeman syklisen kuormituksen määrää tai aikaa toiminnan alusta vaurioitumiseen.
Koska väsymisanalyysissä on otettava huomioon monet tekijät, kuten kuormitusmuoto, materiaalin mekaaniset ominaisuudet jne. Kun kuormitus on monimutkaisempi, väsymisiän laskeminen on vaikeampaa. Tällä hetkellä teoreettisella laskennalla tai elementtianalyysillä ei saavuteta suurta tarkkuutta, vain estimointi.
Tällä hetkellä on olemassa useita menetelmiä väsymisiän laskemiseen, nimittäin PS1, kuten nimellisjännitysmenetelmä, paikallinen jännitysvenymämenetelmä, murtumismekaniikan menetelmä jne.
Nimellisjännitysmenetelmä P9: Lähtökohtana käytetään SN-käyrää, ja erilaiset tekijät, kuten osan geometria ja työstömenetelmät, otetaan täysin huomioon väsymissuunnittelussa. Lähetys on yleisesti käytetty tapa. Tässä luvussa käytetään jakaumalakia ja nimellisen väsymisiän testiä Väsymisiän analysoinnissa tämä todennäköisyys määritellään yleensä eloonjäämisluvuksi P, joka tunnetaan myös luotettavuutena. Tämän perusteella voidaan määrittää elinkaari N. Jokainen eloonjäämisprosenttiarvo vastaa stressi-elämän käyrää, joten kutsu sitä PSN-käyräksi.
PSN-käyrän estimoinnilla saatu SN-käyrä soveltuu vain standardinäytteille, jotka poikkeavat suuresti jarrulevyn todellisesta koosta ja geometrisesta rakenteesta, joten sitä on korjattava käyttöiän ja lujuuden suhteen. SN-käyrää tarkistettaessa otetaan pääasiassa huomioon seuraavat tekijät:
a) Stressin keskittymisen vaikutus
Mekaanisten osien käsittelyssä muoto- ja työstövaatimusten vuoksi on väistämättä tiettyjä epäjatkuvia osia, kuten vaihtelevia poikkileikkauksia, reikiä, olakkeita jne., ja jännityskeskittymiä esiintyy todennäköisesti näissä osissa, mikä vaikuttaa vakavasti osien väsymiskykyyn. Tällä hetkellä tätä vaikutustekijää kutsutaan tehokkaaksi stressin keskittymistekijäksi. Jännityspitoisuus on jo otettu huomioon elementtiohjelmiston laskemissa tuloksissa. Siksi SN-käyrää tarkistettaessa ei tarvitse ottaa huomioon teoreettisen pitoisuustekijän vaikutusta.
b) Komponenttien koon vaikutus
Testi osoittaa, että komponentin väsymislujuus on kääntäen verrannollinen koon kokoon. Mitä suurempi koko, sitä pienempi väsymislujuus. Yleensä kokotekijää E käytetään kuvaamaan kokovaikutusta. Jarrulevyn koon ja mekaanisen suunnitteluohjeen mukaan valitse £=0,78.
C) Pinnan kunnon vaikutus
Pintakäsittelyn karheudesta ja lujitustavasta riippumatta aseta pinnan kuntokerroin=1.
d) Latausmenetelmän vaikutus
Samalla komponentilla on erilaiset väsymislujuudet eri kuormitusmenetelmissä (taivutus, jännitys ja puristus sekä vääntö). Yleensä kuormitustekijöitä käytetään kuvaamaan kuormitusmenetelmien vaikutusta väsymislujuuteen. Auton etuakselin levyjarrun todellisen voiman mukaan otetaan kuormituskerroin.
e) Keskimääräisen rasituksen vaikutus
Väsymysanalyysissä ANSYS:llä keskimääräinen jännitysvaikutuskerroin on suoritettava keskimääräisellä korjausmenetelmällä.