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。     

载货汽车驾驶室疲劳仿真方法研究

由于载货汽车使用工况比较复杂,针对其驾驶室的静态分析方法已不能满足疲劳耐久性能要求,因此将基于真实路面谱的疲劳仿真方法引入驾驶室设计分析过程中。结合某载货汽车驾驶室局部疲劳开裂案例,对路谱采集、信号处理、橡胶衬套特性分析、多体仿真、虚拟载荷迭代和疲劳寿命分析等各关键技术点进行了介绍。通过疲劳仿真与结构优化改进,使该载货汽车驾驶室局部开裂问题得到解决。     

基于疲劳寿命及减振效果的驾驶室橡胶衬套设计研究

采用ADAMS软件建立驾驶室及其悬置的多体动力学模型,利用该模型对驾驶室悬置橡胶衬套的刚度进行匹配设计,解决了驾驶室前悬橡胶衬套的轴向受力问题。同时,采用FEA分析方法对衬套进行结构优化。通过对比优化前、后的橡胶衬套对驾驶室悬置系统减振效果及衬套的疲劳寿命,验证了新结构衬套的优异性。     

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.     

汽车悬架系统中铰接点载荷的计算方法

考虑衬套6个自由度的非线性刚度,建立了汽车悬架系统中各铰接点(球铰和衬套)载荷的计算模型。基于悬架控制臂和转向节臂等力-位移静平衡方程,给出了悬架系统各铰接点力的计算公式。以某一汽车的双横臂悬架系统为例,分别利用未考虑控制臂衬套、仅考虑控制臂衬套的线刚度和同时考虑衬套线刚度和扭转刚度(6自由度的非线性刚度)的3种模型,计算了在汽车典型和极限载荷工况下悬架系统各铰接点的受力。计算结果表明,在极限载荷工况下,考虑衬套6个自由度非线性刚度的模型能更准确地计算出各铰接点的力;计算得到的载荷可用作悬架系统各元件强度计算、刚度计算和疲劳试验的载荷输入。     

低载强化对高强度汽车零件疲劳性能的影响

通过试验研究了不同等级低幅载荷对某汽车齿轮单齿弯曲疲劳性能的影响,发现一定范围内的低幅载荷对单齿弯曲疲劳强度的强化效果确实存在,并且比较显著。在疲劳试验结果的基础上,通过数值插值方法,补充了试验数据,得到强化载荷与强化后疲劳寿命之间、强化次数与强化后的疲劳寿命之间的数学关系,并基于这两个二维关系式拟合得到低幅交变载荷作用下的三维强化曲面方程。     

基于虚拟试车场的载荷预测研究

文章基于Hyper Works/MotionView建立了某车型的动力学模型、虚拟试车场路面模型以及驾驶员模型,构建了"道路-车辆-人"的闭环系统。针对10种典型路面进行了相关的虚拟载荷预测,重点对轮心和悬架零部件载荷,从时域、频域两个维度与实车道路采谱载荷数据进行对比分析。结果表明,所建立的车辆动力学模型精度可靠,输出的虚拟载荷可应用到后续零部件台架载荷的开发试验中。基于虚拟试车场的载荷预测技术,可快速且较为准确地预测车身、底盘零部件、发动机衬套等在不同耐久工况下的动态载荷情况,增强零部件设计的稳健性,减少物理样车和台架的试验次数,降低开发成本。     

随机振动条件下的橡胶衬套疲劳寿命预测

本文通过试验与有限元仿真相结合的方法,以等效最大主应变作为疲劳损伤参量建立了橡胶材料的疲劳寿命预测模型,采用Van Der Waals本构方程模拟橡胶材料的力学性能,在准确拟合橡胶衬套刚度特性的基础上,对其在实际道路随机振动条件下的寿命进行了预测。试验结果表明,该方法能够准确地预测出橡胶衬套在多轴载荷作用下的疲劳寿命。     

商用车驾驶室悬置隔振系统设计开发

介绍了几种驾驶室悬置的功能特征及其设计流程.建立了某重型商用车驾驶室悬置多刚体ADAMS模型和驾驶室悬置刚弹耦合模型,并将两模犁计算结果与道路试验结果进行了时域对比分析.结果表明,两模型时域加速度信号与试验结果十分相近;频率小于20 Hz时刚弹耦合系统动力学仿真模型的计算结果与试验结果最接近,但频率大于20 Hz后弹性体模型的精度接近于多刚体模型,从而验证了经验悬置参数计算方法的正确性.采用虚拟DOE正交试验技术对驾驶室悬置进行了系统参数优化.     

车身疲劳载荷谱获取关键技术研究

基于车辆动力学理论,研究车辆动力学模型构建和关键参数选取,通过分析车身约束、力矩分配及刚度阻尼参数选取等,提出组合车身约束、驱动和制动力矩分离、加载轮心力矩、限位块阻尼和衬套刚度阻尼模拟等关键技术及建立可靠动力学模型和获取精确疲劳载荷谱的技术方法,并与实测疲劳载荷谱进行对比验证其可靠性。     

基于LSTM神经网络车辆零部件载荷预测方法研究

载荷信号是对车辆零部件结构的可靠性和疲劳耐久分析的基础。文章针对当前工程应用中载荷谱获取方法的不足，提出了一种基于LSTM神经网络来预测车辆零部件载荷的方法。将实采信号经过预处理后，选取整车六分力参数为输入，实现了减振器弹簧、稳定杆等底盘悬架零部件在比利时路面下载荷的预测，并从时域信号、功率谱密度、损伤方面将预测结果与实际测量结果进行了对比。结果表明，LSTM模型有足够高的精度，为整车结构载荷获取提供了一种新的途径。     

某车型扭转梁双胶料衬套的优化设计

双胶料衬套以其良好的缓冲性能及成本优势,目前已日益广泛应用于轿车、SUV及MPV车型上。本文以某车辆扭转梁双胶料衬套为例,对该衬套的橡胶结构进行优化设计,借助CAE对其疲劳耐久进行仿真分析,并基于台架试验对其疲劳耐久寿命进行测试,试验结果表明优化后的双胶料衬套疲劳耐久改善明显。     

基于概率有限元的气缸盖疲劳可靠性分析

提出了一种基于均匀试验设计和BP神经网络模型构建随机参数与结构响应之间的近似非线性关系的概率有限元方法,该方法较直接Monte-Carlo法需要的样本数据大幅减少,更适合大规模计算的结构概率有限元分析。采用该方法以某型柴油机气缸盖结构疲劳失效分析为算例,进行了可靠度期望寿命计算,并通过对影响气缸盖应力的燃烧压力、各螺栓预紧力和喷油器压紧力等22个载荷参数的均值和标准差的敏感性分析,初步确定了造成气缸盖本体结构疲劳开裂的主要影响因素。     

载货汽车驾驶室疲劳寿命的敏感度分析

针对某重型载货汽车驾驶室底板发生开裂破坏的现象,建立了包含驾驶室柔性体的刚弹耦合动力学模型。由实测信号作为输入计算得到柔性体的应变-时间历程,进行驾驶室底板的疲劳寿命分析。在此基础上通过软件集成,以载荷幅值和材料特性为变量,用蒙特卡洛方法进行了疲劳寿命的敏感度分析,找到了影响较大的因素,为改进结构提供了依据。     

一种新的橡胶衬套半经验动力学模型

提出了一种基于集成Dzierzek非线性静态弹性单元模型、分数导数粘弹模型与Berg平滑摩擦模型的橡胶衬套半经验参数化模型.结合某悬架用圆柱橡胶衬套对该模型进行了参数识别与仿真精度对比分析,同时对该模型进行了修正及验证.试验结果表明,修正模型在增加5个参数识别工况的条件下,显著提高了模型的仿真精度,增强了模型适用性.     

基于神经网络的汽车结构件低载强化特性确定

提出了一种基于径向基函数神经网络的汽车结构件低载强化特性确定方法。通过足够样本的训练,构造出一个有效的神经网络模型。对于给定的强化载荷和强化次数,应用构造的神经网络模型,可以确定相应的低载强化效果。经过对某汽车前梁和传动系齿轮低载强化特性的试验验证,证实了该神经网络可以准确快捷地预测不同强化载荷和强化次数下结构的强化效果。简化了计算过程,提高了计算精度,为基于低载强化的汽车产品轻量化设计带来了方便。     

载荷形式对V型柴油机机体疲劳寿命的影响

以某V型柴油机机体为研究对象,对两种载荷形式下机体疲劳试验方法进行了研究,对比计算了两种试验载荷加载方式下机体横隔板的疲劳寿命分布。研究结果表明,横隔板处的疲劳寿命分布基本相同,两种载荷形式对机体横隔板疲劳寿命的影响没有显著的差异。结合仿真结果,在实机试验中采取集中加载方式进行了验证,为后续确定机体疲劳试验的加载方式和载荷大小提供了依据。     

变速器加速疲劳试验方法分析EI北大核心CSCD

基于对目前变速器大多采用的等幅疲劳试验方法的分析,运用线性累积损伤准则,推导了一种加速疲劳试验方法;分析了该方法的载荷谱及应力循环次数,及变速器关键零件在不同载荷强化系数作用下的损伤度;得到了这两种试验方法的循环次数与损伤度的当量关系。比较两种方法的试验结果表明,加速疲劳试验方法可较好地保持失效机理,因而更为合理,但尚待进一步的大量试验验证。     

汽车发动机曲轴疲劳强度分析及有关问题探讨

对汽车发动机曲轴进行了符合实际情况的三维建模，校核了曲轴在交变载荷下的疲劳强度，并通过曲轴的疲劳试验对分析和计算的结果进行了验证。对忽略惯性力、忽略相邻曲拐影响以及忽略扭矩的简化模型分别进行了计算，得出了不同建模方法对计算结果精度的影响。对曲轴圆角形状优化、圆角应力分布和强化工艺等相关问题进行了探讨。     

基于非等间隔缺失数据的插值算法精度分析研究

准确预测变形的前提是已有监测数据须完整,但在实际工程测量作业中,由于受环境条件、数据传输、记录等诸多因素的影响,可能造成数据随机性缺失,导致变形预测结果产生偏倚。为了解决变形监测数据随机性缺失问题,采用线性插值、3次样条插值以及B样条插值3种不同的插值方法进行数据修复,并通过将插值结果与实测数据进行对比分析。结果表明,所选用的3种算法都能满足监测数据修复的精度要求,而B样条插值算法较另外2种算法的数据修复效果更佳。该研究结果对于在非人为因素影响情况下,为变形监测数据随机性、非等间隔缺失所造成的数据完整性问题提供了具备准确性和可靠性的解决方法,对处理分析变形监测数据具有重要意义。