中图分类号：U463.218 文献标识码：A 文章编号：1003-8639（2025）06-0120-03

ResearchonDamage Factorsand StressAnalysisofFlangePartsofAutomobileReducer！

Liu Lili，Wang Jingjing （Shangqiu Instituteof Technology，School of Mechanical Engineering，Shangqiu 476ooo，China）

【Abstract】This article aims at the problem that the flange parts of theautomotive reducer housing are prone to failureundercomplexloads.Combinedwiththedamagefactortheoryand stressanalysismethod，thefiniteelement numerical simulation technologyisadoptedto conduct asystematic studyon its damage mechanism and stress distribution.Byestablishing thedamage factormodelandthe stressanalysis model，the stressconcentrationareasand damageaccumulation lawsof the parts under diferent working conditionsare simulated.Theresultsshow thattherootof theprotruding edgeisthekeydamage area，withthedamage factorreachingup to2.57，approachingthefatigue limitof the material.Undertheactionofforming load，thestresspeak at theconvex arcontheoutsideof theconnection joint reaches53oMPa，whichissignificantlyhigherthantheyield strengthof thematerial.Theresearchadopts high-strength materials to optimize the flange structure design andadjusts the geometric parameters to reduce stress concentration.The ffectiveessofnumericalsimulationtechnologyinpredictingthefailureriskofpartsandoptimizingdesignisverified， providing theoretical supportandengineering practiceguidanceforimprovingthereliabilityofautomotivetransmission systems.

【Key words】 flange parts；damage factor；stress analysis；numerical simulation

0 引言

汽车工业的迅猛发展使汽车零部件的技术要求日益提高，其中关键部件一减速器外壳的凸缘零件的可靠性问题和安全性问题是目前主要技术目标。由于该零件经常在复杂载荷与应力作用下工作，极易发生损伤，从而影响汽车的性能与寿命。国际汽车工程师学会SAE的研究表明约 30% 的汽车故障由传动系统造成，其中不少原因与减速器有关，因此，对减速器外壳凸缘零件的损伤因子和应力开展相关研究对提高汽车传动系统的稳定性和可靠性具有重要的现实意义。本文重点研究了汽车减速器外壳凸缘零件生产过程中损伤因子和应力之间的对应关系以及应力对零件品质的影响。通过数值模拟技术预测零件在不同工况下的损伤机理，分析应力对零件整体性能结构的影响，利用有限元分析模型模拟零件在受重复载荷作用下疲劳损伤过程，观察损伤因子在载荷发生变化时累积的过程，对不同材料、参数进行结果比较，为汽车减速器外壳凸缘零件设计提供参考。

1数值模拟基础理论

1.1损伤因子理论基础

汽车减速器壳体凸台件疲劳的可靠性是整个传动系统可靠性的重要保证。损伤因子理论原理可以对零部件在多场载荷作用下的损伤程度进行定量化描述。基于Lemaitre和Chaboche提出的损伤演化方程，损伤因子 D 是时间 Φ_t 与应力 σ 的函数， D=D（σ，t） 。在有限元中引入损伤变量，可以更为精确地预测零件在循环加载情况下的疲劳寿命，通过有限元分析得到汽车减速器壳体凸台件在不同工况下的应力分布情况，计算得到损伤因子，并进行零件寿命预测。……