离合盘疲劳分析：基于ABAQUS与FESAFE的工程应用

引言

离合盘作为离合器的关键部件，在频繁的循环加载中，对其持久抗力和疲劳寿命的分析极为重要。本研究通过运用ABAQUS进行几何建模和静力分析，结合FESAFE完成疲劳寿命评估，旨在深入理解离合盘在实际工作过程中的疲劳特性，为提高离合器的整体性能提供理论依据。

方法概要

静力分析：首先，通过ABAQUS对离合盘系统施以最大静力载荷，收集应力应变数据。在ABAQUS中，这些数据为后续疲劳分析提供了基础。ABAQUS是基于通用有限元方法的商用软件，可根据特定工程问题提供精确分析。




疲劳分析：基于ABAQUS生成的应力应变结果文件，采用FESAFE进行损伤累积模型模拟。FESAFE是一款先进的疲劳损伤预测软件，其内置的寿命计算功能能准确预测材料在具体应用条件下可能达到的疲劳寿命。这项过程需要考虑到材料的SN曲线特性、故障过程中的载荷历程、振幅等关键参数。

建模与实施路径

1. 几何模型构建：基于离合盘的实际数模，运用ABAQUS创建网格化模型。着重关注波形盘与从动盘的连接处，考虑到实际装配时销轴的联接，虽在建模时不建实体化销轴，模型通过模拟TIE连接表征这一联接方式。

2. 工况设定与约束设定：对波形盘外圆的16个固定孔进行全约束，保证分析过程中的边界完整性。同时，将从动盘与内轴的联接点耦合，并施加对应扭矩，形成真实的力矩响应模型。

3. 离合盘静力分析：通过ABAQUS，求解在最大静力载荷作用下的应力分布状况，实现静力场景下离合盘的特性描述。

4. 疲劳分析步骤：将静力载荷下的分析结果导入FESAFE，开展全寿命（SN）疲劳分析。此阶段需配置材料的SN曲率、指定具备准确故障历程和载荷振幅的操作条件，通过FESAFE的内置材料数据库自动生成相应的疲劳寿命预测报告。

结果与讨论

最终分析结果揭示了离合盘在疲劳载荷下的承载能力、潜在失效点，以及优化设计的可能领域。基于这些数据，工程团队可以针对性地改进材料选用，优化结构设计，延长离合器的整体寿命，提升其在各种工况下的性能稳定性。同时，疲劳分析结果也为行业标准和安全规程的制定提供了科学依据，有助于推动离合器及总体车辆系统的设计与制造过程中的性能优化与安全保障。