试验场数字路面模型建立及应用

数字化路面模型是车辆仿真试验中的主要外部激励源,其准确性直接影响分析结果的有效性。为构建某试验场典型路面数字模型,满足车辆仿真试验平台需求。利用车载激光设备进行路面高程数据采集,利用经验模态分解和3σ准则分别对原始数据的趋势项、奇异信号进行检测处理,通过平均周期图法进行功率谱密度估计,采用多倍频组合滤波方式进行功率谱密度平滑。利用谱密度和统计量验证了插值、重采样后的路面数据,并在基于QGIS二次开发的路面软件平台中完成路面模型的三维重构,在多体动力学软件中完成多轴特种车平顺性仿真分析。

基于3D数字路面的整车耐久性能评价方法研究

鉴于传统的路谱采集方法受限于样车试验,开发周期长,且无法有效预测后期参数变化和评估全新车型,本文中在传统整车动力学载荷分析的基础上,建立了轮胎高频模型和试验场3D数字路面模型,提出了路面-轮胎-悬架-车身的这一完整传递路径的整车虚拟路谱动态响应分析和耐久性能评价方法。通过生成基于3D数字路面的动态载荷,可在项目开发早期进行汽车结构耐久性能评估。结果表明,用此方法获得的数据与传统轮心力传感器采集的路谱数据相当接近,能有效识别零件的风险位置和逐步免除开发阶段的路谱数据采集,在开发早期实现结构耐久性精确评估。

3D数字路面底盘构件载荷分解研究

汽车底盘零部件载荷谱是分析构件疲劳性能的关键要素。传统采用虚拟迭代提取载荷谱的方法存在研发周期长、成本高等缺点。基于此,采集了试验场典型强化路不平度的高程数据,建立3D数字路面模型,开展了试验场典型强化道路试验,得到实车轮心六分力、悬架和车身关键点监测信号;基于ADAMS/CAR建立整车刚柔耦合多体动力学模型,并通过室内台架试验依次对整车模型和轮胎模型进行校验;采用3D数字路面法和虚拟迭代法开展整车多体动力学仿真,并将仿真数据与实车测试信号从时域、频域、RMS值、伪损伤比和穿级计数等数据统计角度分析对比。结果表明,基于3D数字路面仿真数据精度略低于虚拟迭代法,但两种方法在各典型路面工况下监测信号时域和频域曲线整体趋势基本一致,RMS值相对误差在30%以内,伪损伤比值均介于0.65~1.70,可满足后续疲劳分析的精度要求;3D数字路面仿真能够较为准确的反映强化路载荷工况,在零部件研发初期可进一步提高效率,降低成本。

路面数字化施工智能监控管理系统在高速公路养护工程中的应用

文章以达陕高速公路作为研究对象,针对管理难点提出高速公路养护工程智能监控管理技术,研究路面数字化施工智能监控管理系统工作原理与功能,实现实时数据采集、传输与反馈。实验表明:该方法能够及时反馈异常数据或者不符合标准的数据,提醒管理人员及时进行调整,避免高速公路养护工程出现更大隐患。

公路路面LiDAR数据空洞插补的MLSPF方法

数字交通发展要求开展公路路面数字化,路面数字化主要采用车载或机载激光扫描,但由于遮挡等原因,路面扫描容易产生大小不一的数据空洞。为了处理激光扫描点云数据中空洞,文中提出公路路面空洞插补的移动最小二乘平面拟合方法,即将公路细分为许多格网区域,并视单个格网近似为平面,采用格网内实测点云拟合最佳平面方程,由平面方程插值完成公路路面数据空洞的填补,获得路面数字化初步模型。开展大量实验研究,并与具有代表性的最近邻插值法、克里金插值法、反距离加权插值等算法进行对比,结果表明本方法在计算效率与精度等两个方面都具有优势,是一种可行可靠的方法。

论路面数字化施工智能监测系统对太原东二环高速品质工程的作用

高速公路路面数字化施工是用数字化手段整体性地协助解决高速公路在路面施工过程中所遇到的工程质量监管问题。在施工作业过程中,采用智能检测系统对路面施工生产业务数据在线实时采集、清洗筛选、统计分析、异常预警等信息化手段,最大限度地利用数字信息资源、网络通讯资源,通过GPRS实时上传推送至各级监管者终端设备,一方面直观反映路面施工质量状况,另一方面也为监管者第一时间提供了决策依据。智能检测系统的应用,真正做到了对路面施工质量的精细化管控,提高了单位时间内施工效率。同时,以信息化应用为抓手,强化了路面施工过程质量管控,着重提升了路面施工管理模式,助力东二环高速公路创建品质工程。

基于实测路谱的比利时路面载荷预测与试验对比研究

基于某C级轿车实测数据在ADAMS/car中建立了整车多体动力学模型和虚拟2D比利时试验场路面模型,并以该路面耐久性行驶工况为输入条件,结合多体仿真、载荷虚拟迭代和道路载荷数据采集等技术获取了路面车辆的工作载荷。试验结果表明,比利时路面载荷预测仿真结果与测试结果在时域、幅值频次趋势基本一致,该方法可有效预测比利时路面车辆的动态载荷,同时可为整车及零部件的疲劳寿命分析和结构优化提供载荷输入条件。

基于虚拟试验场的扭矩对疲劳耐久仿真的影响

目前虚拟试验场(VPG)因开发周期短、成本低而得到广泛运用,但由于多体仿真模型与实际模型存在一定的差异,提取的硬点扭矩精度无法得到保证,故基于虚拟试验场的疲劳耐久分析可靠性存在疑义。论文以后副车架和车身为研究对象,基于虚拟试验场路面提取后副车架和车身的硬点载荷谱;分别以有扭矩和无扭矩载荷谱进行疲劳耐久仿真分析;对比疲劳耐久仿真分析的结果。对比结果显示,有扭矩和无扭矩疲劳耐久仿真分析的损伤值比值介于0.54~0.99。总体而言,基于虚拟试验场的扭矩对疲劳耐久仿真的影响较小;在扭矩精度无法保证的情况下,不影响疲劳耐久仿真分析的整体结果,从而也证明了基于虚拟试验场的疲劳耐久仿真分析的可靠性。

汽车试验场随机激励试验路面建模方法研究

试验路面的数字化模型是虚拟仿真应用的关键,其建模方式和精度直接关系到仿真结果能否真实反映实车的受载情况。文章结合虚拟试验场技术对数字路面的要求,针对汽车试验场随机激励路面的建模方法进行研究,应用固态激光雷达车载扫描系统建模,并在仿真环境中将其所构建的路面模型与当前广泛应用的解决方案进行了对比,二者的虚拟载荷特性及伪损伤结果基本一致。该应用具有数据处理简单、建模成本低且周期短等优势,可为国内汽车试验场提供参照。

基于混合试验技术的整车道路模拟

载荷谱是当前道路模拟试验研究的重点。针对传统实车路谱数据采集及全虚拟仿真的局限性,文章提出了基于数字路面、轮胎模型、台架、试验车等的混合试验方法,研究了混合试验系统建模及迭代方法,并据此开展实车试验,最后对混合试验与实车道路试验轮心载荷进行了相关性分析。结果表明,该方法与实车道路试验具有较好的一致性,可大幅提前整车结构耐久性评估的节点,为压缩项目开发周期提供了有效手段。

基于CDTire的底盘部件疲劳耐久仿真分析

为了在车型开发前期有效排查底盘系统设计问题,基于CDTire轮胎模型,建立了虚拟路面底盘部件疲劳耐久仿真方法。根据轮胎试验数据建立高精度CDTire轮胎模型,应用3D扫描技术将试验场路面转换成数字路面,导入实际参数搭建某SUV底盘刚柔耦合模型,将三者结合进行多体动力学仿真。提取多体动力学结果中各零部件的路面载荷谱导入至疲劳耐久仿真软件,以SUV前副车架为例计算汽车底盘部件的疲劳寿命。该仿真方法的实施可实现耐久性能设计前置,缩短研发周期降低成本。

虚拟试验载荷分析与试验验证研究

基于某C级轿车实测数据在ADAMS/CAR中建立了整车多体动力学模型、虚拟台架模型和数字化路面模型,以台架和整车的实物试验工况为输入条件,通过虚拟台架试验分析和虚拟整车试验分析获取了整车级和系统级工作载荷,并利用实际试验结果对其进行验证。结果表明,虚拟试验分析所得载荷结果与实际试验结果在时域、频域和相对损伤趋势方面基本一致,该虚拟试验分析模型可为整车和系统级疲劳寿命分析和结构优化提供有效的载荷边界条件。