[發明專利]一種電驅動總成差速器殼體的疲勞壽命分析方法

有效

• 申請號: 202110309875.X
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112989665B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發明（設計）人: 鄒喜紅;茍林林;袁冬梅;熊鋒;王超;蔣明聰;凌龍;王占飛
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06T17/20;G06F119/04;G06F119/14
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 黃河

本發明涉具體涉及一種電驅動總成差速器殼體的疲勞壽命分析方法，包括：建立電驅動總成差速器殼體的差速器殼體有限元模型；驗證差速器殼體有限元模型的精確性；計算驗證成功的差速器殼體有限元模型的單位轉矩載荷下應力關系；計算電驅動總成差速器殼體的材料S?N曲線，并根據材料S?N曲線計算對應的疲勞壽命與應力關系；將電驅動總成差速器殼體的實測載荷譜作為載荷輸入，并根據單位轉矩載荷下應力關系計算對應的等效應力；然后根據等效應力以及疲勞壽命與應力關系計算評估電驅動總成差速器殼體的疲勞壽命。本發明中的疲勞壽命分析方法能夠充分考慮沖擊載荷的影響并更好的結合實際承載轉矩情況，從而能夠提升差速器殼體疲勞壽命分析的準確性。

技術領域

本發明涉及差速器殼體疲勞壽命分析技術領域，具體涉及一種電驅動總成差速器殼體的疲勞壽命分析方法。

背景技術

差速器殼體是連接主減速器和半軸進行動力傳遞的中間環節，其容易出現行星軸孔處疲勞失效、差速器殼體窗口上部疲勞破壞等疲勞破壞，進而導致車輛故障和人員損傷。因此，現有技術對差速器殼體的強度、模態、疲勞壽命方面展開了諸多研究。例如，國外的一篇文獻將主減速器輸入軸的旋轉位置圍繞圓周等分為18個部分，對差速器殼體在旋轉循環載荷下進行應力分析，求得了差速器殼體的損傷累積和疲勞壽命。

但是，上述現有技術中未考慮差速器殼體沖擊載荷的影響，導致對差速器殼體疲勞壽命分析的準確性不高。為此，公開號為CN105488298B的中國專利公開了《一種變速器差速器沖擊強度及疲勞分析方法》，其通過對主減大齒輪嚙合位置繞周向等分二十份的方法，以此準靜態的分析結果組合而成為差速器殼體旋轉一周的瞬態應力歷程，來模擬實際旋轉一周差速器殼體的瞬態應力，并結合整車載荷譜各扭矩水平及相應旋轉圈數，根據載荷與應力分析的載荷比值對應力分析的結果進行線性縮放，最后對各扭矩水平的疲勞損失進行疊加，計算差速器殼體工作過程即該載荷譜下的疲勞耐久壽命。

上述現有方案中的變速器差速器沖擊強度及疲勞分析方法也可用于差速器殼體的疲勞壽命分析，即也是一種差速器殼體的疲勞壽命分析方法，其能夠在一定程度上提升差速器殼體疲勞壽命分析的準確性。然而申請人發現，現有的差速器殼體疲勞壽命分析方法是針對傳統燃油汽車設計的，其并不能夠完全適用于現有的純電動汽車。純電動汽車與燃油汽車相比，電機輸出扭矩更大、主減速比的提高，使得電驅動總成差速器殼體轉矩動態響應更快、沖擊問題更突出。并且，在加減速時電機工作時轉速更寬泛，使得減速器齒輪受到大量小載荷的影響，進而造成電驅動總成差速器殼體傳遞載荷波動大，導致差速器殼體產生的疲勞損傷更加難以確定。因此，申請人想到設計一種能夠更好的適用于電驅動總成差速器殼體的疲勞壽命分析方法。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是：如何提供一種能夠更好的適用于電驅動總成差速器殼體的疲勞壽命分析方法，以能夠充分考慮沖擊載荷的影響并更好的結合實際承載轉矩情況，從而能夠提升差速器殼體疲勞壽命分析的準確性。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：

一種電驅動總成差速器殼體的疲勞壽命分析方法，包括以下步驟：

S1：建立電驅動總成差速器殼體的差速器殼體有限元模型；

S2：驗證差速器殼體有限元模型的精確性；

S3：計算驗證成功的差速器殼體有限元模型的單位轉矩載荷下應力關系；

S4：計算電驅動總成差速器殼體的材料S-N曲線，并根據材料S-N曲線計算對應的疲勞壽命與應力關系；

S5：將電驅動總成差速器殼體在典型路面下的實測載荷譜作為載荷輸入，并根據單位轉矩載荷下應力關系計算對應的等效應力；然后根據等效應力以及疲勞壽命與應力關系計算評估電驅動總成差速器殼體的疲勞壽命。

優選的，步驟S1中，通過如下步驟建立差速器殼體有限元模型：