汽车零部件损坏形式及对策

汽车零部件损坏形式

（1）静强度失效

一般受到冲击载荷

（2）疲劳失效（90%）

周期性动载

底盘、车身零部件载荷来源：内部：发动机外部：地面、风载

防止零部件损坏对策：

为了使汽车产品具有需要的工作寿命、耐久性和可靠性

（1）设计：进行行驶试验（包括仿真），确定载荷。

（2）分析：对零部件进行静态应力分析，疲劳寿命估计

（3）试验：进行强度试验、耐久性试验，检验疲劳寿命

各种工况下轮胎上载荷

最大垂直力工况

最大垂直力=满载+最大动载荷

最大侧向力工况

其中，是侧向力系数

垂直力与侧向力联合作用

车桥在侧向力情况下的受力分析

强度分析的条件是最坏的工况

最大制动力工况

制动时，由于制动减速度，导致前轮载荷增加，后轮载荷减少。加速时后轮载荷增加，前轮载荷增加

对前轮最大制动力（水平方向）与垂直力的组合为：

最大驱动力工况

在加速时，作用在前轮上的垂直负荷时减少的。用于静强度计算的前轮驱动工况如下：

其中，FA2f是一个前轮上的驱动力，它是一种纵向力FA（见图2-2），FVof是一个前轮的满载静负荷；FVA2f是驱动时一个前轮上的垂直力。

发动机转矩引起的载荷

在汽车中，如果汽车装备了手动四挡变速器，为了计算传动轴的疲劳强度，应该采用如下公式计算转矩：

其中，Tt1是传动轴疲劳强度计算转矩；Temax是发动机最大有效转矩；i3是手动四挡变速器第三挡（次高挡）的传动比。

汽车零部件的许用应力与安全系数

疲劳强度许用应力的估计

目前并无很好的预测疲劳的方法，一般通过标准试验获取零件在不同正负交变应力循环下的疲劳寿命，然后增加一些修正系数，描述疲劳寿命的改变与尺寸、形状、表面加工质量等因素。

无限寿命

就钢材而言，当其承受正、负（拉和压）相等的交变应力时，其疲劳强度（材料能够承受的最大应力值）随材料可以承受的交变次数的增加而减小，如图2-11所示。当可以承受的交变次数达到次以上时，疲劳强度就变成了一个固定值，称其为持久极限。持久极限一般只有静强度的40%~50%。应力低于持久极限时，材料具有无限寿命。

低周疲劳与高周疲劳

高周疲劳：作用于零件、构件的应力水平较低，破坏循环次数一般高于10^4的疲劳，弹簧、传动轴等的疲劳属此类。

低周疲劳：作用于零件、构件的应力水平较高，破坏循环次数一般低于10^4的疲劳，压力容器的疲劳属此类。

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