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在车辆、航天航空、工程机械等领域,金属零部件的疲劳寿命评估一直是国内外学者研究的热点。现有金属产品疲劳寿命评估主要通过采集零部件表面应力,结合材料的疲劳寿命曲线和雨流计数得到,不能较全面考虑零部件加工、制造过程中对结构产生的内部损伤,导致预测寿命与实际失效数据偏差过大。针对上述问题,本课题以车辆上电瓶箱π形支架为研究对象,提出一种基于零部件的应变-寿命曲线的评估方法,以提高产品的疲劳强度评估精度。研究内容如下:(1)根据整车试验中电瓶箱π形支架的失效位置,在试验场不同路面对支架进行载荷数据采集处理和分析。以失效位置应变信号为迭代目标,进行单轴台架道路模拟试验,复现π形支架的失效现象,台架失效里程与实车试验的开裂里程一致。(2)提出一种基于零部件应变-寿命曲线的疲劳寿命评估方法,以解决现有疲劳寿命评估方法过渡依赖材料应变-寿命曲线,且评估精度不高的问题。首先,通过雨流计数对电瓶箱支架的载荷进行分级,结果表明只占总载荷0.27%的第三级载荷其损伤达到总损伤的99.5%;其次,根据分级结果选用极值载荷,经过Goodman方程进行循环载荷的中值修正,开展恒幅台架试验,采用双对数疲劳寿命方程计算出π形支架的应变-寿命曲线;最后,分别采用材料和零部件的应变-寿命曲线对π形支架进行寿命评估,结果表明基于材料的应变-寿命曲线疲劳寿命预测偏差为31.3倍,基于零部件的应变-寿命曲线疲劳寿命预测偏差为2.8倍,本文提出的疲劳寿命评估方法精度大幅提高。(3)针对π形支架疲劳失效位置,将π形支架结构优化设计为Ⅱ形支架。首先,使用Hyper Work软件对π形支架和Ⅱ形支架进行有限元分析,根据所受最大应力进行寿命评估,结果表明改进后Ⅱ形支架寿命提高了9.9倍。然后,在电磁振动台进行对比试验,疲劳寿命从3.6小时提高到23小时。本课题提出的疲劳寿命评估方法对金属结构疲劳寿命评估提供一种参考思路,在车辆、工程机械、航天航空等领域具有一定的工程应用价值。