汽车可靠性道路试验仿真研究

应用Virtual Proving Ground软件进行汽车试验场可靠性道路试验的仿真研究,对交通部公路交通试验场标准搓板路面进行了三维实体建模,按照可靠性试验规范,在标准搓板路上对某国产轿车进行了计算机仿真,并与实车试验典型测点加速度一时间历程数据进行对比,具有很好的相似性;并对车辆模型进行了初步的可靠性分析.研究结果为进一步进行汽车可靠性耐久性研究提供了一定依据.     

基于用户车辆伪损伤分布的两种强化路特性对比

研究了汽车试验场2种强化路对车辆承载结构疲劳损伤特性的影响。利用某完成传感器布置的越野车,分别在用户路和汽车试验场中A(病害路、石块路、搓板路等)、B(比利石路、长波路、搓板路等)2条不同强化路上进行载荷测量,并计算了不同路面各测试点的相对伪损伤。试验表明,B强化路增强了车辆的低频变形,使得车架等部件损伤增大而相应的减小了非簧载部件的损伤,因此其更接近用户的实际使用工况,可选择B强化路对该型车辆进行耐久性考核。     

汽车试验场可靠性试验强化系数的研究

本文按疲劳等损伤寿命原则推导了计算汽车可靠性试验强化系数的数学模型,并在模型中引入损伤因子统计量和频率因子统计量的概念,使影响强化系数的各因素的物理意义更为清晰。本文编制了计算强化系数的软件,对CA141汽车在试验场可靠性试验道路上的载荷谱测试数据进行了处理,计算得到了各种路面组合的综合强化系数。本文提供的方法对各试验场可靠性试验强化系数的分析计算具有普遍参考价值。     

基于实测载荷谱的整车疲劳开发与试验对比研究

采集某试验车的试验场道路载荷谱,建立其多体动力学(Multi-body Dynamics,MBD)模型,提取底盘件及其与车身连接点的载荷。通过有限元疲劳仿真分析,预测整车的寿命。在试制样车完成后,分别开展试验场道路试验和整车四通道台架试验,将仿真分析结果与试验场试验和台架试验的结果进行对比。结果表明,仿真分析的失效位置与两种试验的失效结果一致。有限元疲劳仿真分析和台架试验可用于产品设计阶段,具有缩短开发周期和节约开发成本的优势。     

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。     

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。     

扭力梁悬架一体化疲劳寿命方法研究

针对某车型扭力梁后悬架出现疲劳断裂的问题,提出了试验方法与计算机辅助工程（ CAE）方法相结合的一体化疲劳分析方法,即利用汽车试验场耐久性试验、MSC PATRAN、MSC NASTRAN、MSC ADAMS分析软件和人工神经网络算法,有效解决疲劳寿命分析中的三个关键问题：快速准确的有限元模型的建立、疲劳应变的计算、疲劳寿命预测。以扭力梁后悬架疲劳寿命分析为例,对比试验测试结果与仿真分析结果表明该一体化疲劳寿命分析方法能在汽车设计开发阶段准确预测汽车零件疲劳寿命。     

考虑低载荷强化效应的汽车转向节疲劳分析

本文中基于试验场强化道路实车测试,结合零部件有限元动力学仿真和疲劳耐久性能仿真,探求考虑小载荷强化效应与Miner准则两种疲劳分析方法对汽车零部件疲劳寿命预测的差异性。通过室内实车振动测试与有限元仿真联合分析,确定前转向节疲劳损伤危险点(即路试应变监测点);提取试验场强化道路实测应变监测点应变时间历程,经过预处理、时域加速、雨流矩阵外推和载荷谱分级得到10级等效应力谱。结合低载荷强化理论和线性累积损伤理论对10级等效应力谱的疲劳效应和损伤效应进行分析,相对于传统Miner准则而言,考虑了小载荷强化效应使构件在加载过程中疲劳极限呈现上升规律,进而需要修正构件S-N曲线(简化),较初始S-N曲线向上偏移,基于修正后构件S-N曲线并应用线性疲劳损伤累积理论预估的转向节疲劳寿命较Miner准则提高了40.6%。此种方法考虑了材料强化行为的影响,一定程度上弥补了Miner理论未考虑各级载荷间相互影响和材料硬化瞬态行为影响的缺陷,对实际零部件疲劳寿命估计与轻量化设计提供新的参考。     

汽车试验道路的研究与探讨

本文简述了汽车试验场的重要性，重点对定远汽车试验场的高速试验环道、综合性能试验路和强化试验路的技术关键问题进行了分析与研究，并对今后试验道路的发展提出了看法。     

柴油机连杆螺栓疲劳试验研究

采用螺栓疲劳试验台对某柴油机连杆螺栓进行疲劳试验,通过数理统计的方法,确定连杆螺栓的疲劳安全系数;再通过ANSYS软件建立连杆螺栓有限元模型,对有限元模型进行静应力和疲劳寿命的计算。疲劳试验的结果与有限元软件的仿真结果较为吻合,结果表明:试验与软件仿真相结合的方法验证了连杆螺栓的危险截面及安全系数。     

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。     

车辆随机载荷谱的统计分析

测定了汽车前桥在山区公路、一般沥青公路及汽车试验场强化路面的道路载荷谱,采用雨流计数法得到了各路面载荷谱的均、幅值计数结果,根据Goodman经验疲劳公式,对雨流计数结果进行了零均值应力转换,利用数理统计的方法得到了各路面的载荷分布数学模型,为部件的疲劳寿命分析提供了重要依据。     

基于室内道路模拟技术的整车加速耐久性试验的研究

兼顾损伤和功率谱密度,对从试验场采集的道路载荷谱进行综合编辑,以缩短试验周期.在道路模拟试验台上对编辑后的载荷谱进行迭代,求得汽车的驱动谱,并总结了迭代过程中调整增益系数等关键技术.最后在道路模拟试验台上进行加速耐久性试验,结果表明,该室内道路模拟技术能在更短的时间内准确再现试验场试验所呈现的故障.     

Simplified fatigue durability assessment for rear suspension structure

The eight-channel test rig is widely used in durability assessment of vehicle components while for some cases of rear suspension, this costly instrument is unnecessary. Based on the analysis of structure and forces, a simpler one-channel testing approach is presented for the durability calculation of a dependent rear suspension. Taking a punched rear shock tower as the study object, a FEA strain-stress analysis was first performed to determine the risk area. Then, the entire vehicle test system was created, and the proving ground tests were carried out so that the real strain on the part could be measured. Based on the road test data and the P-S-N curve of the component, the cumulative fatigue damage of a 15,000-kilometer proving ground test road was calculated, and the computational result indicates that the modified structure was safe for durability analysis. Moreover, a standard 50% S-N survival fraction curve was plotted using Corten and Dolan’s method, which can be utilized in the durability analysis for other similar components. Finally, the road test for this modified suspension structure was carried out, and the test result certified that the punched shock tower can be subjected to a 15,000-kilometer proving ground test road without the appearance of fatigue failure.     

汽车前后轴台架疲劳试验与海南汽车试验场的疲劳寿命当量关系

以某轻型汽车后桥壳为例，运用工程疲劳寿命估算与道路模型疲劳试验相结合的方法，给出了该后桥壳基于海南汽车试验场可靠性试验的道路行驶载荷条件下所得到的疲劳寿命概率分布。     

利用计算机仿真技术预测车身零件疲劳寿命

为缩短新车开发周期、节约样本制造费用，本文提出了一种在计算机仿真环境中预测车身零件疲劳寿命的新方法。以某轻型客车为例，首先建立了该车的整体有限元模型。然后将采自试车场的典型路面谱作用于轮胎与路面 的接触点进行随机激励。不仅首次在计算机上模拟了汽车随机振动过程，而且得到了关键部位的加速度和动态应力响应及其相应的功率谱密度。最后，应用随机振动和疲劳累积损伤理论对仿真结果进行后处理，估算出该车在一定速度下连续行驶的疲劳寿命。其分析结果显示的危险部位与道路试验基本一致。     

汽车试验场可靠性试验强化系数的研究

通过对路面载荷谱幅值分布函数的拟合求解，依据疲劳等损伤原则，在提出当量频次概念的基础上，推导了计算汽车可靠性试验强化系数的数学模型。采用该方法分析计算一种试验场汽车可靠性试验强化系数，计算结果离散性小。     

汽车平顺性时域仿真分析

采用虚拟试验场技术进行了汽车行驶平顺性的时域仿真。建立了面向汽车平顺性分析的整车刚弹耦合有限元模型,同时建立了脉冲输入路面模型和随机输入路面模型。采用1/3倍频带分布加速度均方根值方法及总加权方法对试验车辆的平顺性进行了评价。试验结果表明,运用虚拟试验场技术能够真实地反映汽车的行驶平顺性,仿真分析结果可靠。     

虚拟试车场技术预报载货汽车底盘耐久性研究

针对载货汽车开发过程中传统耐久性试验周期长、费用高的缺点,以某耐久性试车场道路为输入条件,应用虚拟试车场技术(VPG)建立了整车虚拟仿真模型.模拟分析载货汽车底盘动应力响应,并与相同路况下的实车试验测试结果进行了对比研究.结果表明,测试结果与VPG模拟结果在时域与频域上的趋势基本一致.在此基础上,运用疲劳分析软件FEMFAT4.7实现了对载货汽车底盘耐久性的有效预报.