复现试验场工况的转向拉杆室内加速疲劳试验

针对传统的转向拉杆台架疲劳试验,或者根据设计载荷来制定试验方案,或者对实测载荷根据设置经验门限值进行试探性的编辑,即对载荷历程进行线性强化或小幅值删除,如此来实现加速疲劳试验,显然获得的结果可信度较差。通过对采集到的真实载荷谱进行基于疲劳损伤的编辑浓缩,对小幅值循环的载荷进行可控过滤,达到了定量加速零部件疲劳试验的目的,获得更为可信和可靠的加速试验结果。     

重型货车驾驶室道路模拟试验

道路模拟试验方法，是一种先进的试验手段，被越来越广泛地应用于汽车零部件可靠性与耐久性研究。本文主要介绍如何利用道路模拟台进行汽车零部件道路模拟试验，并以国产斯太尔重型货车驾驶室为试验对象，简述了从试车场采集载荷谱、编辑载荷谱和台架振动模拟试验这一整个试验过程，指出了试验中应注意的问题。     

基于道路试验的手动变速器载荷谱研究及验证

变速器是汽车的重要零部件之一,对汽车的动力性、经济性以及可靠性有着重要的影响,因此变速器的耐久可靠性显得尤为重要。以某手动机械变速器为研究对象,利用道路试验数据采集系统,采集了整车可靠性试验载荷谱,将道路试验载荷谱转化为实际台架试验加载载荷谱,通过仿真分析和变速器台架耐久试验,验证了变速器载荷谱的有效性。     

载荷谱技术在越野车驱动桥开发中的应用研究

为实现某中型越野车的轻量化和高可靠性,探讨了越野车疲劳载荷谱测试方法,并结合载荷谱的浓缩编辑技术建立了完整的越野车零部件开发载荷谱数据库,为该越野车驱动桥总成开发提供了真实的载荷输入条件,并得到了越野车驱动桥疲劳强度校核与道路耐久性试验考核一致的结果。通过载荷谱技术的应用,新结构越野车驱动桥顺利通过了整车可靠性道路试验。     

与试验场相关的零部件台架试验规范研究

以某MPV车型底盘零部件的疲劳可靠性为研究对象,针对该零部件在试验场强化路面的载荷谱数据,应用雨流计数法获得其载荷分布矩阵。根据线性损伤原理,反推该零部件在台架上实现等疲劳损伤时的加载幅值和循环次数,从而得到与试验场相关的台架耐久试验规范。试验结果表明:该规范能够快速精准地再现零部件试验场试验故障,缩短试验周期,节省开发费用。     

基于道路载荷谱的悬置螺栓台架试验研究

为了快速验证悬置螺栓失效,建立了基于实测悬置力载荷谱的台架加速流程。重新设计了内嵌三分力传感器的发动机悬置支架,准确测量了试验场道路悬置力载荷谱。为了实现台架加速,采用时域损伤编辑方法,去除了大量的低幅值、大循环的载荷,总损伤一致,压缩时间89.5%,缩减前后载荷频率、幅值、损伤特性没有改变,最终台架试验结果失效模式与路试一致。     

汽车钢板弹簧台架试验与疲劳分析

基于损伤等效原则,用台架试验方法分析和预测钢板弹簧在试验场的疲劳寿命。首先通过台架试验建立钢板弹簧的应力寿命S-N曲线,在试验场载荷谱数据采集的基础上,分析钢板弹簧台架试验次数与整车试验里程之间的当量关系,预测钢板弹簧是否满足整车使用条件,并在试验场进行整车道路试验验证。试验结果表明采用零部件S-N曲线和载荷谱结合方法,能够通过台架试验较准确预测钢板弹簧在试验场的使用寿命。     

汽车弹性部件道路模拟加速试验方法的研究

以某新型后悬架上控制臂橡胶衬套的疲劳耐久试验为研究对象,对室内道路载荷谱试验进行研究,提出一种加速试验方法.针对衬套的受力情况和载荷谱的特点研究加速试验方法,应用损伤理论压缩道路载荷试验谱,通过约束系统解耦,建立试验台架,进行加速试验,最后由刚度试验的结果验证疲劳损伤程度.结果表明,新的加速试验方法与传统的台架试验相比,不但具有同样的效果而且缩短试验时间,降低开发、试验成本.     

应变反求载荷方法在底盘件疲劳分析中的应用

对于部分底盘零部件,由于其特殊性,在目前产品开发过程中常用的载荷谱提取方法无法准确得到载荷谱。介绍了应变反求载荷识别方法,通过搭建的试验台架测量各位置应变片信号,反求出该部件的刚度矩阵。并将台架试验部件安装于整车进行道路应变信号测试,利用刚度矩阵计算出各个路况的载荷谱。进而对部件进行强度及疲劳耐久性分析,在产品设计过程中起到了很好的效益。     

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心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.     

基于S变换的汽车零部件疲劳载荷谱编辑法研究

小波变换和短时傅里叶变换为频域载荷谱编辑方法的主要分析工具,小波变换法分解函数及分解层数难确定和短时傅里叶变换法窗宽固定的缺陷,导致对随机载荷的分析结果存在偏差,影响载荷编辑质量。为解决此问题,基于S变换基本理论,探索S变换在载荷加速编辑领域的应用,对试验场采集的应变信号进行S变换分析提取最大幅值谱,并以此为依据提取轮心六分力信号中的损伤载荷获取加速谱。将S变换、损伤保留、小波变换和短时傅里叶变换加速谱从载荷压缩量、损伤保留比例、功率谱密度、统计参数、穿级计数和疲劳仿真等方面进行对比分析。研究结果表明：基于S变换最大幅值谱可准确识别原始信号中的小损伤载荷;保留相同损伤保留量前提下,S变换加速谱的压缩效率最高且统计参数误差最小;S变换编辑法可将原始载荷时间压缩46.67%,同时加速谱的疲劳分析误差仅为2.2%,可获得与原始载荷相同的分析结果;S变换编辑法在疲劳分析效率和分析精度方面优于损伤保留、小波变换和短时傅里叶变换编辑法;该方法适用于汽车零部件疲劳耐久性分析。     

轿车悬架耐久性试验载荷谱的优化研究

文中旨在研究评价轿车悬架耐久性试验载荷谱的优化方法.根据材料的低载强化特性,提出了一种综合考虑强化和损伤效果的无效载荷评价原则;接着对比分析了采用两种不同的无效载荷删除准则对某轿车悬架耐久性试验载荷谱进行处理的结果,包括强化与损伤载荷的保留比例和载荷谱的长度对原载荷谱总体特征的影响;最后据此提出载荷谱优化处理应遵循的原则.     

基于位移反求加载法的高精度皮卡车架疲劳开发与验证

车架是皮卡的重要总成,由于承受各种载荷冲击,所以容易产生开裂问题影响使用寿命。皮卡车架的疲劳预测选择了精度较高的基于位移反求加载法,结合试验场采集载荷谱数据与皮卡整车多体动力学模型,以相关性较高的整车内部响应信号(悬架位移信号、整车轴头Z向加速度信号、转向拉杆力标定信号)为目标信号,迭代反求整车等效位移激励信号,进而分解获取车架边界载荷谱,最后基于Miner线性累积损伤理论对皮卡车架进行疲劳分析、对标及优化,优化后的实车通过台架试验验证。     

轿车车身强度道路模拟试验技术研究

对轿车车身在用户道路中产生的损伤情况进行了调查和分析,在用户道路和试验道路上进行了载荷测量,通过数据分析和处理,在试验台上采用远程参数控制技术,制定了试验加载谱,对白车身进行试验后,得到了与用户道路相似的损伤。在多个试件试验的基础上,制定了白车身强度试验的方法,为开发和改进设计提供了检验手段。     

New methodology for determination of load spectra for the vehicle accelerated durability testing associated with the time correlated fatigue damage analysis method

The generation of valid and effective test spectra from proving ground recorded load spectra is critical for automotive durability testing. Traditional methods mostly based on spectrum damage were used to select load spectra. Statistical characteristics of load spectra were taken into account, and a new load spectra determination method based on a concatenation of a multi-section minimum standard deviation spectrum (CMSD) was proposed. The CMSD spectra were created and based on proving ground recorded load spectra. Fatigue damage analyses showed that the CMSD spectra approximated the mean damage spectra and were representative of proving ground load spectra. Subsequently, the CMSD spectra were edited by applying the time correlated fatigue damage (TCFD) analysis method to generate accelerated loading spectra. The spectra editing process of the TCFD was discussed in detail. Validation of the accelerated spectra was conducted from amplitude and frequency domains. The same fatigue damage and identical spectrum properties were retained in the accelerated spectra. A vehicle 4-post testing was finally conducted where the accelerated loading spectra were applied as the target spectra. Several fatigue fracture phenomena occurred during our test, which showed good agreement with the field test. Therefore, the load spectra determination method CMSD associated with the load spectra editing method TCFD were demonstrated reasonable and practical.     

轮胎尺寸对汽车结构疲劳累积损伤影响研究

基于结构耐久试验工况,通过六分力设备与底盘杆系所采集的整车道路载荷谱,应用动力学载荷分解方法获得虚拟随机载荷谱,对车身结构进行应力分析和疲劳累积损伤计算。在底盘关键位置布置传感器,同时在车身结构中CAE疲劳分析所对应的5个高应力区粘贴应变片,先后采用3套不同尺寸参数(包括胎高和胎面宽度)的轮胎以相同的耐久工况(同一个试验场,试验路面及对应的速度相同)来进行实车载荷对比测试。针对车身结构载荷幅值、频域进行分析,并基于雨流循环计数对车身和底盘件进行疲劳累积损伤计算与分析。整车实际测试的结果表明,CAE所预测到的损伤(裂纹)位置及其里程数与路试结果相吻合;在同样使用条件下,轮胎内径越大,车身结构和汽车底盘的寿命越低,已经可进行量化对比。     

Optimized design for a MacPherson strut suspension with side load springs

Undesired lateral force inevitably exists in a MacPherson suspension system, which is liable to damper rod’s side wear and promotes the damper’s inner friction decreasing the ride performance from the suspension system. Substituting a new side load spring with curved centerline for the conventional coil spring has been proven able to solve these problems and Multi-body Dynamics combining with Finite Elements Analysis may be an efficient method in optimizing its design. Therefore, taking a passenger car as example, a detailed multi-body dynamics model for the suspension system is built to simulate forces exerted on the damper and the minimization of its lateral component is selected as the design target for the spring. When the structure optimization of the side load spring is performed using FEA software ANSYS, its vertical and lateral elastic characteristics, supported by test data, are analyzed. After importing FEA results back to the suspension system, the dynamics simulation can be performed to validate the optimization result.     

汽车悬架系统非线性参数时域优化及应用

针对国产某微型轿车,在建立汽车悬架系统5自由度模型和时域路面模型基础上,对悬架系统的线性弹簧和非线性阻尼参数进行了优化。根据优化结果,对悬架系统的刚度和阻尼进行了匹配设计。经试验表明:座椅加速度自谱峰值减小7.4%,加速度均方根值减小19.4%,有效地改善了该车的行驶平顺性,证明时域优化方法对于悬架系统非线性参数优化是可行的。     

应用于车辆实时动力学仿真的悬架模型

针对车辆动力学实时仿真的要求提出一种新的悬架建模方法。将悬架系统视为车身与车轮之间的无质量复合约束，利用悬架杆系的多体运动学模型和准动力学模型来分析悬架系统的运动和力学传动特性，从而悬架动力学问题简化为代数方程组的求解。与基于侧倾／力矩中心理论建立的等交悬架模型相比，该方法可分析悬架杆系内部作用力，并能更准确地描述悬架在水平方向的约束作用；与应用传统多体动力学理论建立的模型相比，该方法解决了仿真实时性的问题。基于这种方法建立了国产某轿车麦弗逊式悬架模型，并将仿真结果和道路试验及ADAMS仿真结果进行了对比，有较好的一致性。     

基于虚拟迭代技术的中型货车驾驶室载荷谱的求取

某货车驾驶室疲劳载荷激励输入位置位于驾驶室与悬置连接处,在进行整车强化道路耐久试验时无法安装设备直接采集。为获取较为准确的驾驶室疲劳寿命分析载荷谱,对强化耐久路面下整车加速度响应信号进行虚拟迭代。虚拟迭代时需调用整车多体动力学模型,为提高整车模型精度,基于Craig-Bampton综合模态理论生成柔性体车架,建立刚柔耦合的整车多体动力学模型。将Femfat-lab与ADAMS/Car进行联合仿真计算,以白噪声为初始输入,求解刚柔耦合整车多体动力学模型的非线性传递函数,基于循环迭代原理,进行各种典型强化路况下驾驶室悬置附近加速度响应信号的虚拟迭代。利用时域信号对比法及损伤阈值法作为迭代收敛判据,获得满足精度需求的位移驱动信号。将位移驱动信号导入到ADAMS/Car中,对整车多体动力学模型进行驱动仿真,提取驾驶室疲劳分析所需激励载荷谱,将虚拟迭代求得的载荷谱用于疲劳寿命分析所得结果与驾驶室疲劳强化台架试验结果进行对比。研究结果表明：出现疲劳破坏的部位相同度达75%,疲劳寿命误差在20%左右,表明虚拟迭代过程中基于柔性体车架建立的刚柔耦合多体动力学模型的仿真计算,可获得较高精度的迭代结果;以位移谱驱动整车多体动力学模型进行仿真能够有效避免六分力直接驱动时模型翻转等不稳定现象,并且整车模型仿真加速度响应结果与实测相应位置加速度响应吻合度较高;相比于传统的疲劳分析载荷获取方法,虚拟迭代技术可以在较低试验成本的情况下获取较高精度的载荷谱,并能够提取由于连接位置导致的无法直接进行载荷测量部位的疲劳分析载荷。