第10期 2017年10月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265（2017)10004604
D0I:10. 13462/j. cnki. mmtamt. 2017. 10. 011
连杆胶套压装机压头疲劳寿命分析
孙宝玉，夏椰林，姜振海，谷东伟，徐思晨（长春工业大学机电工程学院，长春130012）
No.10 Oct.2017
摘要：为了保证连杆胶套压装机压装精度，防止压头出现疲劳失效，基于结构疲劳的基本原理和有限元方法，针对橡胶衬套内外圈材料弹性模量不同，无法采用传统公式分析的问题，通过建立橡胶村套接触分析仿真模型，获得压装过程中的压装载荷模型，依据材料的S-N曲线建立疲劳参数，对压装机压头的疲劳寿命进行分析，获得压头的疲劳损伤系数，优选了压头材料。对连杆胶套压装机设计具有一定的实际意义。
关键词：压装力：接触分析；瞬态分析；疲劳分析
中图分类号：TH131.7：TG506
文献标识码：A
Fatigue Life Analysis of the Intender of Connecting Rod
and Rubber Bushing Press-fitting Machine
SUN Bao-yu, XIA Ye-lin, JIANG Zhen-hai, GU Dong-wei, XU Si-chen
(School of Mechatronic Engineering, Changchun University of Technology, Changchun 130012, China) Abstract : In order to ensure the assemble accuracy of connecting rod and rubber bushing press-fitting ma-chine and prevent the intender from fatigue failure, based on the basic principles of structural fatigue and fi-nite element method, in the light of the problem that elastic modulus of inner layer and outer layer of rubber bush is different and it is unable to be analysed with traditional formula, the model of the load in the process of press-fitting is obtained through the contact analysis simulation model of rubber bushing in this paper. And then, according to the S-N curve of the material, the fatigue life of the intender of connecting rod-rubber bushing press-fitting machine is analysed and the cumulative fatigue usage coefficient of the intender is ob-tained. Finally, the material of intender is optimized. The results are practically to design a connecting rod and rubber bushing press-fitting machine.
Key words: press-mounting force; contact analysis; transient analysis; fatigue analysis
引言 0
在机械零件失效中有80%以上属于疲劳破坏，因此零件的疲劳寿命是设计的重要指标。
橡胶衬套是连接车轮和车身的缓冲元件，其装配精度对汽车减振降噪、保持平稳性有非常重要的影响！。橡胶衬套在压装的过程中，压头承受交变载荷，压头在压装过程中容易产生疲劳损坏，影响压装精度，因此对压头进行疲劳分析并预测压头的疲劳寿命可以有效保证橡胶衬套的压装精度，预防生产中出现安全隐患
在工程中，由于模型和载荷的复杂给数学计算带来一定困难，国内外学者通常运用有限元方法进行疲劳寿命分析。在国外，VNVDo[2]通过有限元模拟对板的对接焊，获得了焊接引起的残余应力，然后利用有限元方法建立了基于连续损伤力学的多轴高周疲劳的非线性损伤积累模型，考虑焊接残余应力的影响，计算了焊缝的疲劳寿命Elisa Poveda[3]建立了一三板式轨道
系统的有限元模型，提取时变载荷作用下的主振型和进行瞬态分析，然后对实测的列车负载信号进行处理，同时对材料强度和土板的几何参数进行了分析，提出了对铁路混凝土板疲劳寿命的改进意见。
在国内，王良模[4]将有限元分析和名义应力法结合，考虑平均载荷、尺寸、疲劳缺口、表面光洁度和散射因子的影响，计算了基于名义应力法的等效应力振幅，结合铝合金车轮的S-N曲线对铝合金轮毂的疲劳寿命进行了预测；王国荣[5]为分析液压缸断裂的原因，通过宏观分析、扫描电镜、组成流体的检验、金相分析和进行硬度实验、气瓶材料力学性能试验等，基于全寿命分析和应变寿命法两种方法对液压缸疲劳寿命进行预测；上官文斌[6]以应变能密度、最大主Green-Lagrange应变和有效应力为损伤参量建立汽车动力总成橡胶悬置系统的三种寿命预测模型，并与实测结果进行对比分析。
由于橡胶衬套结构的复杂性、压装过程中的弹性变
形和结合长度的变化，便压装载荷变化十分复杂。因
收稿日期：2016-指02
作者简布布数据971—），女，吉林磐石人，长春工业大学教授，博士，研究方向为机械CAD/CAE，（E-mail）wdlysbyl@163.com。