提出基于联合仿真的等速万向节疲劳寿命预测办法,将有限元方法和多体动力学仿真相结合,获得了等速万向节零件的工作载荷历程,然后运用有限元理论和疲劳分析方法联合求解,在设计阶段实现了部件的疲劳寿命预测,为等速万向节的设计优化提供了参考。

采用准静态接触仿真分析方法,对不同工作夹角的情况下的球笼式等速万向节分别进行应力分析,得到各零件的应力分布和薄弱点,并将仿真结果与试验相对比,验证模型的准确性及合理性。结果表明:当夹角达到30°时,保持架受到钟形壳和星形套的挤压,单侧钢球出现与球道脱离的趋势;当夹角达到45°时,该侧2个钢球与球道几乎完全脱离,同时另外一侧2个钢球与保持架也发生脱离。由于受挤压作用,大夹角下保持架应力主要位于两根筋上。

对汽车传动系统中的三枢轴式等速万向节不同工作夹角进行强度分析,得到不同夹角下各零件的接触应力及外壳轴段应力分布;并将仿真结果与试验进行对比,验证仿真的合理性与准确性。结果表明:在设计夹角范围内,万向节各零件接触应力满足设计要求;接触应力随工作夹角增加而增大,但增加幅度不大;外壳轴下端应力水平较低,且不同夹角下无明显变化,可以优化该处结构,以减轻万向节质量。该研究结果可为三枢轴式等速万向节设计优化提供指导。