超大尺寸一体式压铸铝合金后段车身疲劳仿真与试验研究

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.07.017

Abstract

Abstract:

For the durability development problem of an vehicle with super-size integral die casing aluminum alloy rear end body， the E-N data of the cast aluminum alloy for the die casting body is tested and the key parameters of die-casting alloy E-N curve are obtained by fitting the experimental measured data of fatigue samples. Finite element model of Trim body is built and the dynamic stress response of the die casting body is calculated based on the modal transient method. Rain flow statistics is carried out to the stress time history response signal. Combined with the measured material E-N curve and Miner’s damage accumulation principle.， the body fatigue damage of initial design and optimized design are analyzed and compared. Finally， the optimized integral die casting part is loaded into the vehicle for the four-column strengthening durability test. The investigation results show that the E-N relation curve of die casting aluminum alloy can be described by Manson-Coffin-Basquin equation. Compared with the original design， the maximum damage of the improved integrated die casting aluminum alloy body is reduced from 2.67 to 0.32， and the risk of fatigue cracking is eliminated. No cracks are found in the body after the reinforced four-column endurance experiment verification. The research results can provide a reference for the development of integral die-cast aluminum alloy body to achieve the goal of vehicle durability properties.

Key words: integral die casting, cast aluminum body, E-N, fatigue simulation, endurance verification

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Figures/Tables 28

参数名称	参数符号	拟合数值
疲劳强度系数	$σ f'$	605.93
疲劳强度指数	$b$	-0.135 3
疲劳延性系数	$ε f'$	0.146 9
疲劳延性指数	$c$	-0.525 5
循环强度系数	$K'$	188.62
循环应变强化指数	$n'$	0.025 5

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路面序号	车速/（km·h^-1）	行驶时长/s	循环次数
路面1	40	20.48	3 000
路面2	40	147.50	1 000
路面3	40	147.50	1 000
路面4	50	4.09	6 000
路面5	50	8.19	3 000
路面6	45~55	92.16	334
路面7	45~55	92.16	334
路面8	25	6.14	1 000
路面9	15	6.14	1 000
路面10	6	50.20	400
路面11	30	94.20	150

考察位置	区域A		区域B
考察位置	初始方案	改进方案	初始方案	改进方案
铸件左侧	2.05	0.32	2.27	0.23
铸件右侧	2.20	0.31	2.67	0.23

Fatigue Simulation and Experimental Study of Super-size Integral Die Casting Aluminum Alloy Rear End Body

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