汽车换挡选择轴E形环的轴向拉压疲劳寿命仿真分析

刘永兴 王强 沈涛

摘 要：以汽车换挡选择轴E形环为研究对象，进行轴向拉压工况下的疲劳试验，采用基于SolidWorks的有限元进行疲劳仿真分析，并将疲劳仿真分析对标试验结果，结果基本一致，验证了有限元仿真模型和疲劳仿真模型的准确性。

关键词：E形环;有限元;疲劳仿真分析

中图分类号：U463.33文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）22-0090-03

Abstract： Taking the E-ring of automobile shift selection shaft as the research object， the fatigue test under axial tension and compression condition was carried out. The fatigue simulation analysis was carried out by using the finite element method based on SolidWorks. The results were basically consistent， which verified the accuracy of the finite element simulation model and the fatigue simulation model.

Keywords： E-ring;finite element;fatigue simulation analysis

汽车换挡轴是变速器的重要部件之一，在汽车换挡过程中，换挡轴通过换挡杆带动，能沿自身轴线方向移动和旋转，实现换挡操作[1]。在换挡操作过程中，E形环受到轴向的拉压力作用。本文以某汽车配件公司对汽车换挡选择轴E形环的生产和试验要求，在设计和制造疲劳试验装置的基础上，基于SolidWorks软件对E形环进行疲劳寿命的仿真分析。

1 汽车换挡选择轴E形环疲劳试验装置及试验要求

将E形环安装在汽车换挡选择轴的凹槽内（见图1），通过转轴对E形环施加一轴向力，使其作用于材料为PA6的导块上。要求进行2项疲劳试验：一是轴向力[F]=20 N，作用时间持续1 s，循环500 000次;二是轴向力大小[F]=800 N，作用时间10 s，循环10次[2]。

图2为汽车换挡选择轴E形环的疲劳试验装置，采用气缸施力，加载于转轴端面上，并通过控制气体压力大小保证试验对载荷大小的要求[3]。

2 三维建模和材料定义

E形环轴向拉压疲劳仿真的流程如图3所示，利用SolidWorks软件建立E形环的三维模型，输入材料属性、划分网格、定义载荷和加载边界条件后，输出应力分析，并在应力分析基础上进行疲劳仿真分析[4-7]。

根据……