Введение 3
1 Обзор источников литературы по надежности и долговечности
кронштейнов подвески системы выпуска 5
1.1 Надежность и долговечность в автомобильной промышленности 5
1.2 Обзор источников в области оценки надежности и долговечности 8
1.3 Анализ материалов конструкции выхлопной системы легкового
автомобиля 9
1.4 Технология оценки надежности, продолжительность жизни изделия 12
1.5 Испытание на долговечность монтажного кронштейна глушителя 13
2 Разработка в САПР электронных моделей конструкции крепления
выхлопной системы легкового автомобиля 18
2.1 Описание конструкции узлов крепления выхлопной системы легкового
автомобиля 18
2.2 Разработка электронной модели глушителя 20
3 Инженерный анализ прочности системы выпуска отработавших газов в
САПР 32
3.1 Построение сетки и выбор материала для расчёта 32
3.2 Анализ расчета прочности кронштейна крепления выхлопной системы
в МКЭ с учетом поля температур 44
4 Методика расчета усталостной прочности узлов системы выпуска
отработавших газов 52
4.1 Анализ методов расчёта усталостной прочности 52
4.2 Описание расчёта усталостной прочности 65
Заключение 71
Список используемой литературы и используемых источников 72
Актуальность работы. Долговечность и надежность автомобиля одинаково важны как с точки зрения промышленности, так и с точки зрения потребителя. Автомобильная промышленность по-прежнему сталкивается со значительными гарантийными расходами, возникающими из-за преждевременного выхода из строя их продукции в руках потребителей. Ключом к снижению затрат на проектирование и разработку и гарантийных расходов является проведение испытаний продукта на надежность и долговечность для исследования режимов отказов. Конструкция компонентов транспортного средства должна быть максимально точно адаптирована к условиям эксплуатации. Надежность эксплуатации автомобиля можно определить, как меру непредвиденных перерывов или неожиданных сбоев во время использования клиентом. Для достижения высокой надежности автомобиля проводятся испытания долговечности с помощью комбинации физических тестов, на дороге, на испытательном полигоне и с использованием сервогидравлического симулятора дорожных испытаний в лаборатории. Во время проверки надежности одной из важных целей является максимальное использование возможностей для наблюдения за неожиданными сбоями, чтобы их можно было устранить. Таким образом, утверждение срока службы отдельных компонентов, отдельных узлов и комплектных транспортных средств является основным направлением деятельности автомобильной промышленности. Для снижения затрат, которые возникают в процессе различных испытаний и эксплуатации легкового автомобиля необходимо прогнозировать надежность его элементов и узлов автомобиля на стадии раннего проектирования.
Цель работы: разработка методики по оценке долговечности
кронштейнов системы выпуска отработавших газов автомобиля в процессе много цикловых нагрузок в САПР.
Задачи:
1) Выполнить обзор источников по теме долговечности и испытаний системы выпуска отработавших газов.
2) Разработать электронную модель системы выпуска легкового автомобиля.
3) Создать, конечно-элементную модель кронштейна и методику моделирования прочности и долговечности изделия.
Научная новизна: методика позволяет оценить долговечность кронштейнов системы отработавших газов автомобиля на этапе проектирования за счёт моделирования процесса много циклового нагружения кронштейнов СВОГ (расшифровать аббревиатуру).
Практическая значимость: методика оценки долговечности
кронштейнов СВОГ позволит повысить пробег автомобиля, снизить производственные затраты, обеспечить комфорт пассажиров.
Объект исследования: система выпуска отработавших газов легкового автомобиля.
Предмет исследования: методики оценки долговечности кронштейнов системы выпуска.
Методы исследования: метод конечных элементов, теоретические методы оценки долговечности кронштейнов СВОГ.
1. Долговечность и надежность транспортного средства являются основными факторами в автомобильном секторе для успешной работы транспортного средства в течение длительного времени.
2. Испытания на долговечность и анализ отказов монтажного кронштейна глушителя показали, что одной из основных причин выхода из строя СВОГ являлись поломки кронштейна глушителя.
3. Моделирование работы конструкции кронштейнов СВОГ производилось с помощью систем САЕ САПР.
4. Выбраны методы параметрического моделирования в системе САП на основе координатных плоскостей, эскизов и операций кинематического заметания, булевых операций, операций скругления, обрезки и создания фасок
5. Разработаны электронные модели корпуса глушителя, двух кронштейнов и резиновых буферов
6. Установлено, что максимальное значение интенсивности напряжений при статической нагрузке P=150 Н расположено в области, примыкающей к эластичному буферу, и достигает значения 239 Мпа, которое меньше 11,5 МПА величины предела упругости для материала кронштейна.
7. Выявлено, что только за счет теплопередачи без учета охлаждения кронштейна температура эластичного буфера может изменяться от 250° С до 20° С
8. Показано, что при конвективном охлаждении в состоянии покоя (коэффициент конвекции 6 Вт/(м2 *К), температура резинового буфера не превышает 50 °С, что допустимо при его эксплуатации
9. Исследования многоцикловой усталости в Мастере долговечности NX показало, что кронштейн имеет достаточную усталостную прочность с коэффициентом запаса 1,5-2.
