汽车前桥盘式制动器的疲劳分析

           今天，我们来分析汽车前桥盘式制动器的工况，使用环境、疲劳分析等。合理的工程结构需要满足强度、刚度和疲劳寿命等方面的要求，其中，常见的失效原因是疲劳损坏，但是对汽车前桥盘式制动器进行疲劳分析时施加的循环载荷一般都是比在进行静力分析所施加的载荷小很多，所以，疲劳破坏问题不是静强度分析所能解决的。

           在汽车行驶的过程中，如果不采取一些有效的措施预防疲劳失效，则人力和物为都会有很大的损失和浪费。疲劳失效是没有任何征兆的，让人来不及防范，曾导致了一大批的严重交通事故，就算是现在科研上先进的技术检测手段都没有办法精准地预测。所以，在研究重型卡车桥前桥制动盘的裂纹失效问题之前，先研究制动盘的疲劳破坏问题。

           汽车前桥盘式制动器疲劳破坏有几个特点对局部的结构进行优化对于整个结构来说就己经足够提高结构的疲劳寿命；疲劳损伤是必须经过一段时间积累的；通过研究疲劳破坏在宏观和微观上裂口的特征机理，可总结出会产生疲劳断裂的因素。

           应力－疲劳分析方法

           由于结构件必须是在交变载荷的作用下，经历一段时间，有了一定的时间历程后，才会发生疲劳破坏，用描述送段时间历程的指标是疲劳寿命。疲劳寿命是指零部件从开始运行一直到破坏这一过程所经历的循环加载的次数或时间。

由于疲劳分析需要考虑诸多因素，例如载荷形式，材料力学性能等，使得当载猜比较复杂时，疲劳寿命的计算就会比较棘手。目前，不管是理论计算，还是有限元分析，都不能实现很高的精确度，只能是估算。

           目前，有几种计算疲劳寿命的方法，分别为名义应力法、局部应力应变法、断裂力学方法等PS1。

           名义应力法P9：是S-N曲线作为出发点，并充分考量零件几何形状、加工方法等各种因素来进行疲劳设计的方法，送是一种常用的方法，本章采用名义应疲劳寿命的分布规律与试验的概率有关，在疲劳寿命分析中，这种概率通常定义为存活率P，也称为可靠度，据此可确定寿命值N，每一个存活率的值对应着一种应力－寿命曲线，因此，称其为P-S-N曲线。

           通过P-S-N曲线进行估算的方式得到的S-N曲线只适用于标准样件，与制动盘的实际尺寸和几何结构等有着很大差别，所以需要在寿命和强度方面进行修正。在修正S-N曲线的时候，主要考虑以下几个因素：

ａ）应力集中的影响

           对于机械零件的加工，由于形状及加工要求难免会存在一定的变截面、孔、轴肩等不连续的部位，在送些部位易出现应力集中，严重影响构件的疲劳性能。此时，将这种影响系数称为有效应力集中系数通过有限元软件计算得到的结果中己经考虑了应力集中，所以修正S-N曲线时，就不用再考虑理论应为集中系数的影响。

ｂ）构件尺寸的影响

           通过试验可知：构件的疲劳强度与其尺寸的大小成反比，尺寸越大其疲劳强度越低，一般用尺寸系数Ｅ来描述尺寸效应的大小，根据制动盘的尺寸并且查询机械设计的手册，选取£=0.78。

Ｃ）表面状况的影响

           不考虑表面加工粗趟度和强化方法，令表面状况系数＝１。

ｄ）加载方式的影响

           同一构件在不同的加载方式（弯曲、拉压和扭转）下有着不同的疲劳强度，一般用载荷类因子来表征加载方式对疲劳强度的影响。根据汽车前桥盘式制动器的实际受力情况，取载荷系数。

ｅ）平均应力的影响

           平均应力影响系数在使用ANSYS进行疲劳分析的过程中，需要利用平均修正的方法进行。