Dnes budeme analyzovať pracovné podmienky, prostredie používania, analýzu únavy atď. kotúčovej brzdy prednej nápravy automobilu. Rozumná inžinierska konštrukcia musí spĺňať požiadavky na pevnosť, tuhosť a únavovú životnosť. Spomedzi nich je častou príčinou zlyhania poškodenie únavou. Cyklické zaťaženie aplikované počas analýzy únavy kotúčovej brzdy prednej nápravy automobilu je však vo všeobecnosti väčšie. Zaťaženie aplikované analýzou sily je oveľa menšie, takže problém únavového zlyhania nemožno vyriešiť statickou pevnostnou analýzou.
Ak sa v procese jazdy neprijmú nejaké účinné opatrenia na zabránenie únavovému zlyhaniu, dôjde k veľkým stratám a plytvaniu ľudskou silou a materiálnymi zdrojmi. Neexistujú žiadne známky únavového zlyhania a na prevenciu je príliš neskoro. Spôsobila veľké množstvo vážnych dopravných nehôd. Dokonca ani pokročilé technické metódy detekcie vo vedeckom výskume to nedokážu presne predpovedať. Preto pred štúdiom problému prasknutia brzdového kotúča prednej nápravy na moste ťažkých nákladných vozidiel by sa malo najskôr preštudovať únavové poškodenie brzdového kotúča.
Existuje niekoľko charakteristík únavového poškodenia kotúčových bŕzd prednej nápravy automobilu. Optimalizácia lokálnej konštrukcie postačuje na zlepšenie únavovej životnosti konštrukcie pre celú konštrukciu; únavové poškodenie sa musí nahromadiť v priebehu času; prostredníctvom štúdia únavového poškodenia v makro a Charakteristický mechanizmus vzniku trhliny na mikroskopickej úrovni možno zhrnúť medzi faktory, ktoré spôsobujú únavový lom.
Metóda analýzy stresu a únavy
Pretože konštrukčné časti musia byť vystavené pôsobeniu striedavého zaťaženia, po určitom čase, po určitom časovom období, dôjde k únavovému zlyhaniu a index používaný na opis časového priebehu obdobia dodávky je únavová životnosť. Únavová životnosť sa vzťahuje na počet alebo čas cyklického zaťažovania, ktorému časť čelí od začiatku prevádzky až po poruchu.
Keďže analýza únavy musí brať do úvahy mnoho faktorov, ako je forma zaťaženia, mechanické vlastnosti materiálu atď. Keď je zaťaženie komplikovanejšie, výpočet únavovej životnosti bude ťažší. V súčasnosti nemôže ani teoretický výpočet, ani analýza konečných prvkov dosiahnuť vysokú presnosť, iba odhad.
V súčasnosti existuje niekoľko metód na výpočet únavovej životnosti, a to PS1, ako je metóda nominálneho napätia, metóda lokálneho napätia a deformácie, metóda lomovej mechaniky atď.
Metóda nominálneho napätia P9: Krivka SN sa používa ako východiskový bod a pri návrhu na únavu sa plne zohľadňujú rôzne faktory, ako napríklad geometria dielu a metódy spracovania. Posielanie je bežne používaná metóda. Táto kapitola využíva distribučný zákon a test nominálnej únavovej životnosti Pri analýze únavovej životnosti sa táto pravdepodobnosť zvyčajne definuje ako miera prežitia P, známa aj ako spoľahlivosť. Na základe toho sa dá určiť životnosť N. Každá hodnota miery prežitia zodpovedá krivke stresu a života, takže ju nazývame krivka PSN.
Krivka SN získaná odhadom krivky PSN je vhodná len pre štandardné vzorky, ktorá je veľmi odlišná od skutočnej veľkosti a geometrickej štruktúry brzdového kotúča, preto je potrebné ju korigovať z hľadiska životnosti a pevnosti. Pri revízii SN krivky sa berú do úvahy najmä tieto faktory:
a) Vplyv koncentrácie stresu
Pri spracovaní mechanických dielov je vzhľadom na tvar a požiadavky na spracovanie nevyhnutné, že sa vyskytnú určité nespojité diely, ako sú premenlivé prierezy, otvory, ramená atď., a v týchto dieloch je pravdepodobné, že dôjde ku koncentrácii napätia, čo vážne ovplyvňuje únavový výkon komponentov. V súčasnosti sa tento ovplyvňujúci faktor nazýva efektívny faktor koncentrácie stresu. Koncentrácia napätia je už zohľadnená vo výsledkoch vypočítaných softvérom konečných prvkov. Preto pri revízii SN krivky nie je potrebné brať do úvahy vplyv faktora teoretickej koncentrácie.
b) Vplyv veľkosti komponentov
Skúška ukazuje, že únavová pevnosť súčiastky je nepriamo úmerná veľkosti veľkosti. Čím väčšia je veľkosť, tým nižšia je únavová sila. Vo všeobecnosti sa na popis efektu veľkosti používa veľkostný faktor E. Podľa veľkosti brzdového kotúča a manuálu mechanického prevedenia zvoľte £=0,78.
C) Vplyv stavu povrchu
Bez ohľadu na drsnosť opracovania povrchu a spôsob spevnenia nastavte koeficient stavu povrchu=1.
d) Vplyv spôsobu zaťažovania
Rovnaký komponent má rôznu únavovú pevnosť pri rôznych spôsoboch zaťaženia (ohyb, ťah a tlak a krútenie). Vo všeobecnosti sa faktory zaťaženia používajú na charakterizáciu vplyvu metód zaťaženia na únavovú pevnosť. Podľa skutočnej sily kotúčovej brzdy prednej nápravy automobilu sa berie koeficient zaťaženia.
e) Vplyv priemerného stresu
V procese analýzy únavy pomocou ANSYS je potrebné priemerný koeficient vplyvu napätia vykonať metódou priemernej korekcie.