今天，我們來(lái)分析汽車前橋盤式制動(dòng)器的工況，使用環(huán)境、疲勞分析等。合理的工程結(jié)構(gòu)需要滿足強(qiáng)度、剛度和疲勞壽命等方面的要求，其中，常見(jiàn)的失效原因是疲勞損壞，但是對(duì)汽車前橋盤式制動(dòng)器進(jìn)行疲勞分析時(shí)施加的循環(huán)載荷一般都是比在進(jìn)行靜力分析所施加的載荷小很多，所以，疲勞破壞問(wèn)題不是靜強(qiáng)度分析所能解決的。

           在汽車行駛的過(guò)程中，如果不采取一些有效的措施預(yù)防疲勞失效，則人力和物為都會(huì)有很大的損失和浪費(fèi)。疲勞失效是沒(méi)有任何征兆的，讓人來(lái)不及防范，曾導(dǎo)致了一大批的嚴(yán)重交通事故，就算是現(xiàn)在科研上先進(jìn)的技術(shù)檢測(cè)手段都沒(méi)有辦法精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)。所以，在研究重型卡車橋前橋制動(dòng)盤的裂紋失效問(wèn)題之前，先研究制動(dòng)盤的疲勞破壞問(wèn)題。

           汽車前橋盤式制動(dòng)器疲勞破壞有幾個(gè)特點(diǎn)對(duì)局部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)就己經(jīng)足夠提高結(jié)構(gòu)的疲勞壽命；疲勞損傷是必須經(jīng)過(guò)一段時(shí)間積累的；通過(guò)研究疲勞破壞在宏觀和微觀上裂口的特征機(jī)理，可總結(jié)出會(huì)產(chǎn)生疲勞斷裂的因素。

           應(yīng)力－疲勞分析方法

           由于結(jié)構(gòu)件必須是在交變載荷的作用下，經(jīng)歷一段時(shí)間，有了一定的時(shí)間歷程后，才會(huì)發(fā)生疲勞破壞，用描述送段時(shí)間歷程的指標(biāo)是疲勞壽命。疲勞壽命是指零部件從開(kāi)始運(yùn)行一直到破壞這一過(guò)程所經(jīng)歷的循環(huán)加載的次數(shù)或時(shí)間。

由于疲勞分析需要考慮諸多因素，例如載荷形式，材料力學(xué)性能等，使得當(dāng)載猜比較復(fù)雜時(shí)，疲勞壽命的計(jì)算就會(huì)比較棘手。目前，不管是理論計(jì)算，還是有限元分析，都不能實(shí)現(xiàn)很高的精確度，只能是估算。

           目前，有幾種計(jì)算疲勞壽命的方法，分別為名義應(yīng)力法、局部應(yīng)力應(yīng)變法、斷裂力學(xué)方法等PS1。

           名義應(yīng)力法P9：是S-N曲線作為出發(fā)點(diǎn)，并充分考量零件幾何形狀、加工方法等各種因素來(lái)進(jìn)行疲勞設(shè)計(jì)的方法，送是一種常用的方法，本章采用名義應(yīng)疲勞壽命的分布規(guī)律與試驗(yàn)的概率有關(guān)，在疲勞壽命分析中，這種概率通常定義為存活率P，也稱為可靠度，據(jù)此可確定壽命值N，每一個(gè)存活率的值對(duì)應(yīng)著一種應(yīng)力－壽命曲線，因此，稱其為P-S-N曲線。

           通過(guò)P-S-N曲線進(jìn)行估算的方式得到的S-N曲線只適用于標(biāo)準(zhǔn)樣件，與制動(dòng)盤的實(shí)際尺寸和幾何結(jié)構(gòu)等有著很大差別，所以需要在壽命和強(qiáng)度方面進(jìn)行修正。在修正S-N曲線的時(shí)候，主要考慮以下幾個(gè)因素：

ａ）應(yīng)力集中的影響

           對(duì)于機(jī)械零件的加工，由于形狀及加工要求難免會(huì)存在一定的變截面、孔、軸肩等不連續(xù)的部位，在送些部位易出現(xiàn)應(yīng)力集中，嚴(yán)重影響構(gòu)件的疲勞性能。此時(shí)，將這種影響系數(shù)稱為有效應(yīng)力集中系數(shù)通過(guò)有限元軟件計(jì)算得到的結(jié)果中己經(jīng)考慮了應(yīng)力集中，所以修正S-N曲線時(shí)，就不用再考慮理論應(yīng)為集中系數(shù)的影響。

ｂ）構(gòu)件尺寸的影響

           通過(guò)試驗(yàn)可知：構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度與其尺寸的大小成反比，尺寸越大其疲勞強(qiáng)度越低，一般用尺寸系數(shù)Ｅ來(lái)描述尺寸效應(yīng)的大小，根據(jù)制動(dòng)盤的尺寸并且查詢機(jī)械設(shè)計(jì)的手冊(cè)，選取£=0.78。

Ｃ）表面狀況的影響

           不考慮表面加工粗趟度和強(qiáng)化方法，令表面狀況系數(shù)＝１。

ｄ）加載方式的影響

           同一構(gòu)件在不同的加載方式（彎曲、拉壓和扭轉(zhuǎn)）下有著不同的疲勞強(qiáng)度，一般用載荷類因子來(lái)表征加載方式對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響。根據(jù)汽車前橋盤式制動(dòng)器的實(shí)際受力情況，取載荷系數(shù)。

ｅ）平均應(yīng)力的影響

           平均應(yīng)力影響系數(shù)在使用ANSYS進(jìn)行疲勞分析的過(guò)程中，需要利用平均修正的方法進(jìn)行。