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。     

动力电池框振动台架研究与应用

针对动力电池框在整车试验中的疲劳开裂问题,分析开裂原因,进行设计改进,并对改进后的结构进行台架快速试验验证。文章通过仿真,在常规的试验载荷谱压缩基础上,制定载荷谱强化系数,从而得到一种不依赖于经验的振动台架耐久载荷谱制定方法。结果表明:动力电池框原始方案疲劳仿真开裂部位与道路试验开裂部位一致;疲劳仿真开裂寿命与整车试验的误差在允许范围内。新方案改进效果明显,寿命满足耐久性要求;动力电池框改进方案疲劳仿真寿命与台架试验结果相吻合。结果表明,所采用的仿真制定振动台架耐久载荷谱方法可行。     

基于道路载荷谱的车身疲劳寿命改进研究

叙述了基于实测道路载荷谱将CAE疲劳寿命预测技术与整车道路模拟试验相结合的方法对某车型车身进行疲劳失效再现和改进设计的过程,改进后的车身分别通过了整车台架试验和试车场道路耐久试验,解决了开发过程中的实际问题。虚拟分析识别出的失效位置与物理试验失效结果一致,可以利用其部分替代物理试验来进行车身的改进设计。实践证明CAE疲劳寿命预测技术与整车道路模拟试验相结合的方法能够有效减少车身开发中的试验数量、缩短开发周期。     

基于试验场道路谱的双离合变速器载荷谱研究

通过变速器道路载荷谱采集系统,实车采集了试验场整车耐久试验载荷谱,根据齿轮材料的S-N曲线和疲劳累积Miners理论,得到对变速器各个档位的考核强度。根据整车载荷谱的强度,以及可靠性理论,设计了双离合变速器的台架加载试验方法。     

基于弹簧应变的整车四通道台架试验研究

采集某试验场的应变、加速度等道路载荷谱,用弹簧应变和轴头加速度作为目标信号,车身大梁加速度信号作为监控信号。通过整车四通道台架的时域迭代技术,再TWR现真实试验场的道路耐久试验,缩短整车及车身等部件的疲劳及可靠性的验证时间。     

基于实测路谱的动力总成壳体疲劳寿命预测

文章介绍了基于实测试验场道路载荷谱进行动力总成壳体疲劳寿命预测的方法,通过三向加速度传感器实测可靠性试验路面上动力总成壳体悬置点位置载荷谱数据,应用n Code Designlife进行有限元分析软件,考虑对材料的S-N曲线进行修正,进行动力总成壳体模型疲劳寿命仿真预测。根据预测的结果,得出动力总成壳体方案满足疲劳寿命仿真要求的结论。并且得到的疲劳寿命云图,可以发现疲劳寿命薄弱位置,为结构设计和优化提供了一定的参考依据。该方案通过了整车可靠性试验,验证了有限元分析的正确性。     

基于复杂边界的牵引车车架疲劳研究

为提高车架疲劳寿命计算精度和在设计阶段对车架寿命进行准确预测，须考虑主结构外连点处动载荷对车架疲劳的影响及耦合作用，故本文中提出基于复杂边界的车架疲劳研究方法。通过试验场整车载荷谱采集，得到其全循环损伤值，基于损伤等效原理获得多种路面组合损伤值，与全循环损伤值等效精度为99.5%。构建主结构外连点的有限元车架模型，输出复杂边界的单位应力场；基于载荷谱、台架数据建立含有鞍座、拖车系统的高精度整车动力学模型，获取外连点处动载荷；由疲劳损伤理论计算车架疲劳，疲劳分析结果由试验场路试验证，结果表明基于复杂边界的车架模型仿真精度高，结合局部优化、模型重构使车架寿命满足要求。     

基于最优控制的半主动悬架下摆臂疲劳寿命预测

运用多体动力学仿真软件ADAMS和Matlab进行的整车联合仿真结果表明,半主动悬架系统能有效提高车辆的平顺性。通过获取下摆臂的载荷时间历程,结合有限元应力分析结果,在MSC.Fatigue软件中进行下摆臂疲劳寿命计算,得到了其疲劳寿命分布和危险点的寿命值。实车台架试验表明,试验结果与仿真计算结果基本一致。     

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。     

基于焊缝疲劳寿命预测的后桥设计改进

运用焊缝疲劳寿命预测技术对某扭杆梁后桥进行疲劳失效重现,并提出了改进方案。通过物理台架和整车道路试验,建立了仿真分析-台架-道路3者之间的相关性,缩减了产品开发周期,降低了开发成本,提高了产品质量。     

悬置支架的优化设计与疲劳寿命分析

针对某型轿车变速器悬置支架在道路试验中失效的现象,提出了有效的解决方案。建立了悬置系统动力学模型,进行动力学仿真分析并获得载荷数据。进而应用有限元方法对变速器支架进行分析;根据分析结果,使用连续体结构拓扑优化技术对支架模型进行优化设计;结合台架试验和疲劳寿命预测对变速器悬置支架疲劳寿命进行分析以验证改进方案的有效性和可靠性。     

基于FEMFAT的某牵引车车架台架疲劳分析

本文针对某牵引车车架在台架试验中出现的纵梁局部孔位处开裂的问题进行分析,结合台架试验以及仿真分析结果,提出优化方案。首先根据有限元理论以及台架试验的边界条件建立了车架台架的有限元模型,并且对台架试验运行过程进行静强度分析,经过电测对标确认了模型的精度。然后根据疲劳分析理论、材料的疲劳试验结果,在FEMFAT软件中建立相应的材料参数以及载荷谱,进行疲劳仿真分析,对台架试验出现的开裂情况进行了复现。针对开裂故障提出工艺优化办法,在后续台架试验中进行验证。     

汽车试验场搓板路强化系数的研究

通过对试验车辆的疲劳寿命估算,利用道路强化系数计算方法,研究汽车试验场搓板路强化系数,为汽车可靠性强化道路试验规范的制定、验证和优化提供依据。采用有限元动态仿真技术模拟汽车在试验场搓板路的试验过程,仿真与试验结果进行对比验证,对应的特征参数基本一致。利用有限元仿真的结果对样车关键部件进行疲劳寿命分析和预测,求取试验场搓板路面的强化系数,并得到搓板路强化曲线。研究的结果应用于指导汽车路试规范的准确制定,减少试验的盲目性,增强试验的可信度,缩短研发周期和试验成本。     

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。     

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。     

汽车横向稳定杆抗侧倾性能及疲劳性能研究

文章建立了抗侧倾动力学模型,利用Matlab编程分析不同杆径稳定杆对整车侧倾性能的影响,为整车底盘调校稳定杆的杆径提供理论基础。此外,搭建稳定杆疲劳耐久试验台架,试验进行到稳定杆失效为止,试验结果验证了上述疲劳分析方法的有效性与正确性,并对失效件进行了断口、金相等分析,为稳定杆在整车开发过程中的操稳性能调校、疲劳寿命评估、台架试验以及断口分析建立了基础。     

轻型商用车的VPG技术及应用研究

为了提高悬架系统零部件耐久分析精度，减少开发周期，降低开发成本，首先本文制定了适用于轻型商用车使用场景的悬架系统耐久分析工况和试验工况，然后建立整车多提动力学模型，应用虚拟试验场（DVP）技术，进行时域下的虚拟试验场道路的整车动力学仿真，并对悬架系统零部件进行载荷分解。最后采用分解后的载荷进行零部件的有限元分析。该方法更真实的反映了整车在实际路面悬架受力情况，考虑因素更加全面，精度更高，分析方法更加有效。     

轿车底盘零部件耐久性虚拟试验方法研究

针对轿车开发过程中传统耐久性试验周期长费用高的缺点,以实车道路载荷谱采集试验为基础,应用多体系统动力学(MBS)和有限元(FEA)仿真技术建立整车的虚拟仿真模型,通过耐久性虚拟试验实现整车开发过程中底盘零部件疲劳寿命的有效预估。将疲劳寿命的仿真值与试验值进行对比分析,结果表明两者具有较高的一致性,说明耐久性虚拟试验可以有效地实现关键零部件的疲劳寿命预测。     

与典型用户数据相关的乘用车传动系台架可靠性试验载荷谱制定研究

为制定某乘用车传动系总成台架可靠性试验的输入载荷谱,在用户实际使用的典型工况下,利用非接触式转矩遥测仪测量试验目标车辆左右半轴转矩、转速和发动机转速、车速等与传动系相关的数据。应用TecWare软件的Process Builder模块建立挡位分割批处理模型,将用户数据处理成目标旋转雨流计数循环矩阵,同时剔除对疲劳寿命影响较小的小幅值循环载荷。结合实际用户调查获得的路面比例与车辆载重数据,根据疲劳累积损伤的威布尔分布方程和传动系损伤计算模型,计算累积失效概率为90%的用户总累积损伤并对其概率分布函数进行K-S(Kolmogorov-Smirnov)检验。考虑台架试验输入的载荷谱格式,基于疲劳损伤等效原理将用户数据压缩成台架可靠性试验可识别的块状载荷谱,实现传动系总成台架试验与用户使用寿命的统一。以传动系台架试验代替整车道路试验,有效降低试验成本、缩短试验周期。     

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。