疲劳耐久性评价技术研究综述

疲劳载荷谱处理是疲劳耐久分析的关键环节。在载荷谱的获取方面,综述并分析了虚拟路面法和载荷迭代法的优势和劣势。在载荷谱的处理方面,综述了增大幅值法、峰谷抽取法、增加频率法、时域关联编辑法等7种载荷谱处理方法,分析结果表明基于时域、频域或者将两者结合对载荷谱特征及信息进行提取,基于疲劳寿命损伤理论对载荷谱进行简化,能进一步加快疲劳分析的流程、缩短研究时长。在疲劳分析方法方面,分析了不同疲劳分析方法的优势和劣势,结果表明在疲劳分析过程的不同阶段选择合适的疲劳分析方法可以获得精度更高的疲劳预测结果,能更高效地获得车辆目标零部件的疲劳寿命。在疲劳耐久台架试验验证方面,针对台架试验的迭代过程存在迭代收敛较慢的问题,提出未来可以尝试通过神经网络的方式来对传递函数进行学习,以期获得更好的迭代效果,获得更为准确的驱动信号,提高疲劳分析的效率。

双离合自动变速器台架路谱试验方法研究

介绍了一种基于双离合变速器的路谱采集及台架试验应用方法,通过前期实车采集路谱数据、转化合成台架路谱测试方法、开展动力总成级的台架路谱测试,对双离合自动变速器质量进行评价。试验结果显示,台架路谱测试工况达成与整车测试基本一致,针对硬件验证可对整车开展有效替代。

环境温度对乘用车轮毂轴承摩擦能耗的影响试验研究

轮毂轴承是汽车底盘车轮上重要的零部件,为了降低汽车单位里程油耗或电耗,对在行车过程中环境温度对车轮轮毂轴承摩擦力矩和摩擦能耗的影响进行了研究。首先,给出了2种轮毂轴承摩擦力矩理论计算公式,提出了轮毂轴承摩擦能耗试验评估计算方法;然后,根据公式及相关原理对环境温度影响轮毂轴承摩擦能耗进行了理论分析,得出了初步结论;最后,利用目前国际最先进的轮毂轴承摩擦力矩及能耗试验设备,设置了特定路谱试验程序,按照恒定车速、中国路谱轻型汽车循环乘客试验(CLTC-P)和欧洲路谱新标欧洲循环测试(NEDC)试验条件,分别在不同的温度环境下进行了试验验证。研究结果表明:汽车在恒定车速下行驶,环境温度越高,轮毂轴承摩擦力矩越小,在40℃高温环境下,轮毂轴承摩擦力矩比-20℃低温下的摩擦力矩降低了约50%;汽车无论是按照CLTC-P路谱还是NEDC路谱行驶,环境温度越高,轮毂轴承摩擦能耗越小,在40℃高温环境下,轮毂轴承摩擦能耗比-20℃低温下的摩擦能耗降低了约60%,这也是汽车在冬天时单位里程油耗或电耗比夏天高的原因之一。

基于实测路谱的振动环境分析与模拟方法研究

目的开展无锡市内快递运输车辆的随机振动行为分析和缓冲衬垫损伤的实验室模拟再现,旨在指导包装系统随机振动加速试验,实现包装结构科学设计。方法实地采集无锡市内中型厢式卡车运输过程中车厢不同位置的激励振动信号与包装系统响应信号;基于实测路谱处理得到实验室等比例加速、分频段加速测试谱;最后以多层瓦楞衬垫为研究对象,分别采用标准谱、等比例加速谱、分频段加速谱进行实验室加速模拟试验,对比实地运输中瓦楞衬垫损伤情况,验证各加速模拟测试方法的损伤等效性。结果实测路谱与标准谱在形状与量级上均存在差异;基于实测路谱的等比例加速和分频段加速模拟试验衬垫损伤率误差分别为20.2%、10.1%,远小于标准谱加速模拟测试的误差(110.1%);相较于等比例加速试验方法,分频段加速试验试验时间缩短了19min(29.7%)。结论验证了基于实测路谱的分频段加速模拟测试的损伤等效性与快速性,该方法对实现防护包装的精准设计具有指导意义。

电动车路噪仿真分析及实验研究

针对电动车路噪问题的仿真分析及预测,提出一种基于路面谱的路噪仿真分析方法。首先,对某试验场NVH路面形貌进行扫描,并建立表征路面形貌的高程数据谱;然后,将表征路面形貌的高程数据转为路噪仿真分析所需的路面激励谱,建立整车有限元模型,对电动车的路噪进行仿真分析。将仿真分析计算所得的车内噪声响应情况与实验对比,最终验证了基于扫描路面形貌谱的路噪仿真分析的可靠性。这种分析方法可在车辆研发早期较准确预测各种NVH实际路面激励下车内噪声响应情况,为路噪研究提供一定的参考。

基于道路载荷谱的某副水箱支架振动试验

针对某车型副水箱支架在道路耐久试验过程中出现的钣金开裂失效问题,采集副水箱支架路试道路载荷谱,计算路试总损伤并根据振动损伤等效原则,合成得到合适加速台架振动试验的驱动功率谱密度(PSD)。在道路耐久性试验中损坏的原状态样件按此PSD进行振动试验验证,样件失效模式、时间与整车路试结果一致,关联性好;利用该PSD对优化后的样件进行加速振动试验验证,通过加速振动试验的优化样件也通过了整车路试验证,该方法为样车开发节省了路试验证时间。

基于实车路谱的燃料电池堆台架耐久试验方法分析

文章主要研究目的为车用燃料电池堆在实际道路工况下的振动响应特性及台架试验验证方法的搭建,因此,基于实车采集了燃料电池堆在试验场8种强化坏路下的振动谱,分别计算了各路面对应的疲劳损伤谱,进而依据Miner损伤准则以及该车燃料电池堆的振动耐久目标,得到了台架等效耐久试验需要的随机振动功率密度谱,在台架上可等效模拟8种试验场强化坏路每轴108 h的振动耐久试验。同时,为了达到进一步加速试验的目的,文章将每轴振动耐久试验时长压缩至最低33 h,且台架加速耐久试验的功率密度谱产生的极限响应谱整体小于8种试验场强化坏路的冲击响应谱的最大响应谱,且保证燃料电池堆在开展台架加速耐久试验时,不会产生不切实际的高负荷载荷。因此,该研究提出了一种可以在台架上进行车载工况的振动研究,可以有效的缩减试验时间。

基于车速影响的比利时路强化系数研究

为研究汽车试验场中的比利时路对汽车耐久性试验的强化效果,研究比利时路强化系数与车速之间的关系。以某中型SUV为试验车辆,通过安装车辆六分力等设备采集车辆的道路载荷谱。通过功率谱分析、分布特性检验等方法介绍了载荷谱的分析处理过程。计算得出了车辆在标准用户道路行驶及比利时路行驶的相对伪损伤,得到了车速与比利时路强化系数的关系曲线。研究结果表明,频段在30 Hz以下的载荷对整车的损伤贡献最大。同时比利时路的整体强化效果较为明显,强化系数范围约为43.3~379.6,且其强化系数与车速相关,随着车速由30 km/h增加至60 km/h的过程中,强化系数先增大后减小,且在车速为50 km/h时达到峰值。道路强化系数的制定可指导企业进行疲劳耐久试验规范的编制工作,缩短规范开发周期。

中国典型汽车道路谱研究的构建及应用

针对我国汽车道路谱缺失及滞后问题,分别从汽车道路谱的仪器集成、数据采集、数据库建立、数据分析和处理、应用软件的开发以及国家标准的建立等角度,概述了中国典型汽车道路谱研究的过程,并对中国典型汽车道路谱在汽车工程研究与开发中的应用进行了介绍,同时就中国典型汽车道路谱的研究前景进行了探讨和展望。

基于路谱输入的汽车台架耐久性试验方法研究

通过对路谱驱动汽车台架耐久性试验、汽车道路耐久性试验及载荷谱驱动汽车台架耐久性试验的试验车辆响应信号和台架信号的对比分析,探讨了路谱驱动台架耐久性试验的可行性。并依据对路谱驱动试验精度的分析,提出了提高试验精度的途径。

合成道路谱在四通道整车道路模拟试验中的应用

介绍了一种基于路面不平度输入的合成道路谱生成方法,以某款车为例,分析了合成道路谱在四通道整车道路模拟试验台上的模拟质量。试验结果表明,对垂直载荷敏感的通道模拟精度良好,大部分相对载荷为0.5~2.0,与实际载荷测量的波动范围一致。合成道路谱可作为四通道的垂直载荷激励,能够对整车车身和内、外饰件等零部件进行快速质量评价。

弹药运输车辆随机振动的测试及理论分析

介绍了基于加速度方法的路面谱测试,通过在军用车辆车轴和车厢上布置三向加速度传感器,忽略轮胎等因素的影响,车轴测点垂直方向的加速度信号近似路面不平度,车厢上测点的加速度信号则反映弹药的实际振动。分析了车厢不同测点沿x、y、z三个方向及绕三个方向的振动情况,结果表明:该方法可行,并具有很高的可靠性,为通过室内道路模拟设备模拟弹药的实际振动奠定基础。

基于道路载荷谱的柴油机激励分析和台架试验循环研究

基于车辆典型路面行驶产生的道路载荷谱,对发动机的典型运行工况和瞬态行为进行了分析和研究,构建了基于道路载荷的台架运行循环。研究表明：1 500r/min和1 600r/min是车辆行驶过程中柴油机的常用转速,其使用频率远高于其他转速;转速超过1 800r/min时柴油机多数工作于满负荷工况点;柴油机在1 400~1 800r/min运行时主要集中在中高负荷工况,负荷百分比统计值高于60%;整个载荷时间历程中,500~600r/min幅度的转速跃变比例高,且转速最大跃变不会超过1 000r/min。构建的台架运行循环与实际道路载荷强度相似、转速分布类似,能够表征车辆行驶过程中柴油机的激励状态。

室内台架道路模拟试验技术发展综述

早期发现零件缺陷及快速复现道路试验中发现的样件失效问题是台架试验的关键。针对国内外汽车室内台架道路模拟耐久性试验技术发展现状,介绍了台架道路模拟试验技术原理,总结了影响台架试验的关键技术,对不同类型试验台架及试验方法、载荷谱获取、载荷谱样本选择方法及台架道路模拟试验结果评价方法的研究现状进行了梳理分析,探讨了室内台架道路模拟耐久性试验技术的研究发展方向。

模拟公路运输的随机振动试验谱及调整方法研究

文章介绍了国内外相关标准中推荐的模拟公路运输的随机振动试验谱。针对实测数据,利用正态容差极限法通过包络处理的基本步骤制定模拟运输试验谱。并根据多体动力学仿真结果提出了一种根据车速、道路等级变化对包络谱进行调整的方法。在制定模拟公路运输的随机振动试验谱时,应当优先选择利用跑车试验数据制定的试验谱,其次选择类似产品的试验谱并适当调整。在不具备以上两种条件的情况下,再选择国内外相关标准中推荐的试验谱。

基于激光位移传感器的路谱模拟系统研究

快捷、客观、准确、高效率获取有特点的道路路谱是汽车设计和试验中一个亟待解决的难题。针对这个问题,本文设计了基于激光传感器的路面平整度实验室道路谱模拟系统,设计出各种符合国家标准的实验室环境下的道路谱。通过所测模拟路面数据的功率谱密度曲线与国家标准实测真实路面功率谱对比,验证了基于激光传感器的路面平整度测试系统在评价路面平整度指标上的可行性,可减少外部道路测试,节约时间和资金,提高效率。

基于道路载荷谱的城市公交车辆传动耐久性试验方法

城市公交车辆行驶路线相对固定,道路载荷重复性高。为了更精确地评估城市公交车辆传动耐久性,提出了基于用户载荷谱的新型测试方法。首先,采集某时段的城市公交车辆在行驶过程中的变速器输出轴道路载荷谱,结合行驶挡位,将道路载荷分解到变速器输入轴,计算其行驶里程中其各挡位的输入轴载荷分布情况,细化到不同载荷等级区间,并计算频次。其次,采用等效损伤理论,将不同等级的载荷等效至最大损伤载荷并折算加载循环次数。最后,根据设计行驶里程与实际道路载荷谱行驶里程,外推最大损伤载荷下的循环加载次数,提出关联用户道路载荷的变速器耐久性试验方法。研究结果表明:在变速器耐久性试验中,通过该方法得到了城市公交车辆常用行驶挡位的可靠性试验循环加载次数,同时更准确地测试了城市公交车辆变速器的耐久性。

基于轴头垂向加速度响应的车轮载荷推断方法研究

介绍一种可替代六分力测量车轮垂向力载荷的测量新方法。通过对某轿车车轮的轴头垂向加速度和车轮垂向力时域信号进行分析,建立了轴头与车轮之间的线性模型。利用实时信号转化法和数理统计的方法对采集得到的车轮垂向载荷和轴头垂向加速度信号的实时数据进行统计分析,得到了在试车场道路下轴头垂向加速度和车轮垂向力信号之间的统计推断模型。以某车型轿车车轮进行验证试验,利用四立柱道路模拟试验台对该轿车车轮垂向载荷和轴头垂向加速度进行标定,并且进行了试车场道路载荷谱采集。通过对比采集到的车轮垂向力载荷谱与推断的车轮垂向力载荷谱,验证了该模型的有效性,研究结果表明:基于轴头加速度响应的车轮载荷估计方法切实可行。

基于DASYLab的虚拟路谱测试系统开发

虚拟测试技术已广泛应用于数据采集领域,结合弹药运输车辆路面谱实际测试需要,研究了组成整个测试系统的一般方法,并用基于组态化软件DASYLab开发了一套虚拟测试系统,实现了多通道数据实时采集、实时显示、实时存储、分析处理等各种功能。

整车载荷相关性分析方法与道路模拟试验优化应用

整车多通道道路模拟试验是快速验证服役条件下车辆结构强度的重要试验方法,如何准确、高效地模拟车辆复杂结构多通道随机载荷谱是试验的关键难题。提出了基于载荷相关性分析的整车多通道载荷谱模拟的通道优选与调控方法。以试验车辆试验场实测载荷谱数据为基础,基于载荷谱频域相干系数分析方法,研究了在试验场特定道路工况条件下轮心六分力载荷谱与整车结构关键部位应变谱的相关性,总结了试验场特征道路工况下的轮心六分力损伤主导载荷谱,确定了迭代试验中多通道载荷模拟的优先级,实现了载荷模拟工作的降维。最后依据以上方法建立了整车多通道道路模拟试验,达到了较好的载荷模拟效果。论文研究成果可为整车及关键零部件多通道道路模拟试验的高效执行提供一定的借鉴。