主减速器台架疲劳试验等效方法研究

邹喜红; 周擎; 袁冬梅; 肖谕凯; 周玉婷; 何萍

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2024.06.023

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主减速器台架疲劳试验等效方法研究

开发应用 | 更新时间：2024-06-19

- 主减速器台架疲劳试验等效方法研究
- Research on Equivalent Method of Bench Fatigue Tests for Main Reducers
- 机械传动 2024年48卷第6期页码：153-161
- 作者机构：
  
  1.重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室，重庆 400054
  2.重庆清研理工汽车检测服务有限公司，重庆 401329
- 作者简介：
  
  邹喜红(1976— )，男，重庆人，博士，教授，硕士研究生导师；主要研究方向为汽车道路模拟试验技术；zouxihong@cqut.edu.cn。
  袁冬梅（1973— ），女，重庆人，博士，副教授；主要研究方向为机电一体化；1468126159@qq.com。
- 基金信息：
  
  重庆市巴南区科技成果转化及产业化专项(2021TJZ004┫重庆英才计划“包干制”项目┣cts2022ycjh-bgzxm0214)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2024.06.023
  中图分类号：
- 纸质出版日期：2024-06-15，
  
  收稿日期：2023-03-21，
  
  修回日期：2023-04-28，
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邹喜红,周擎,袁冬梅等.主减速器台架疲劳试验等效方法研究[J].机械传动,2024,48(06):153-161.

Zou Xihong,Zhou Qing,Yuan Dongmei,et al.Research on Equivalent Method of Bench Fatigue Tests for Main Reducers[J].Journal of Mechanical Transmission,2024,48(06):153-161.
邹喜红,周擎,袁冬梅等.主减速器台架疲劳试验等效方法研究[J].机械传动,2024,48(06):153-161. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.06.023.

Zou Xihong,Zhou Qing,Yuan Dongmei,et al.Research on Equivalent Method of Bench Fatigue Tests for Main Reducers[J].Journal of Mechanical Transmission,2024,48(06):153-161. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.06.023.

摘要

为了提高主减速器台架疲劳试验的准确性和效率，提出了基于实际行驶载荷谱的台架疲劳试验等效方法。在采集用户和试验场实际行驶载荷谱基础上，基于雨流计数和精英策略非支配排序遗传算法关联用户路面，等效重构试验场道路工况和道路载荷谱。为验证等效方法的有效性，建立主减速器有限元模型并进行静强度分析，验证了网格无关性和模型有效性。结合瞬态动力学模型研究了不同转矩、转速与齿轮应力之间的关系，得到程序载荷谱幅值所对应的频次等效关系；结合转速与齿轮应力之间的关系和各转矩区间的转速概率密度分析，确定了各个等级载荷谱对应的转速，编制了旋转弯曲疲劳试验程序载荷谱；结合有限元模型，验证了编制载荷谱与原始载荷谱的等效关系。结果表明，齿轮在等效载荷谱的作用下与原始载荷谱的损伤部位一致，损伤值最大误差为0.15%，并且加速了4.7倍。

Abstract

In order to improve the accuracy and efficiency of bench fatigue tests of main reducers

an equivalent method of bench fatigue tests based on actual driving load spectrum is proposed in this study. By collecting the actual driving load spectrum of users and the test site

the road condition and road load spectrum of the test site are reconstructed by using rain-flow counting and elite strategy non-dominated sorting genetic algorithm. In order to verify the effectiveness of the equivalent method

the finite element model of the main reducer is established and the static strength analysis is carried out to verify the mesh independence and model validity. Based on the transient dynamic model

the relation between different torques

rotational speeds and gear stresses is studied

and the frequency equivalent relation corresponding to the program load spectrum amplitude is obtained. Based on the relation between rotational speeds and gear stresses and the probability density analysis of rotational speeds in each torque interval

the corresponding speed of each class of load spectrum is determined

the load spectrum of rotating bending fatigue test program is compiled

and the equivalent relation between the compiled load spectrum and the original load spectrum is verified by the finite element model. The results show that the damage position of the gear is consistent with that of the original load spectrum under the action of the equivalent load spectrum

the maximum error of the damage value is 0.15%

and the acceleration is 4.7 times.

关键词

主减速器疲劳试验载荷谱等效方法

Keywords

Main reducerFatigue testLoad spectrumEquivalent method

references

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