35、汽车零部件应力分析与纳米混合金属基复合材料研究

汽车零部件应力分析与纳米混合金属基复合材料研究

汽车零部件应力分析与热处理模型

在汽车零部件的研究中，进行了一项模拟驱动的应力分析案例研究。通过模拟，在零部件的颈部连接处获得了最大剪切应力值为 1130 MPa，最大挠度值为 0.5867 mm。同时，轮毂中的最大 von Mises 应力达到 1772.5 MPa，这远高于牵引材料的预期极限强度值，表明齿部存在潜在的失效迹象。

为了解决剪切失效问题，提出了一种热处理模型。该模型通过显著提高负载处理能力（最高可达 30%）、增加碳含量（最高可达 0.8%）以及在芯部注入硬度（最高可达 40 Rc）来抑制剪切失效。指数碳依赖方程为马氏体相形成的体积百分比提供了重要信息，这也得到了 Koistinen 和 Marburger 方程的支持，该方程确定了马氏体转变的“开始”和“结束”温度。此模型考虑了最典型替代元素的影响，为未来的应用提供了基准。

基于有限元法（FEM）的分析与热处理模型相结合，有助于减少因频繁更换和处理材料而产生的周转时间和成本。此外，这种方法还能为设计汽车行业中坚固且安静的传动部件提供有关应力、挠度和齿负载的有用信息，从而减少因灾难性故障导致的事故，并在维护规划方面具有优势。

纳米混合金属基复合材料概述

纳米混合金属基复合材料（NHMMCs）由于其较高的比性能，在航空、军事和汽车等众多行业中具有重要的应用价值，因此成为研究的热点话题。金属基复合材料具有低密度、高硬度、高比强度、良好的耐磨性和可控的膨胀系数等优点，在航空航天、汽车和国防等领域具有广阔的应用前景。

在不连续增强金属基化合物中，碳化硅增强铝基复合材料因其增强的机械性能、可管理的热性能和相对较低的制造成本而受