基于虚拟试验场的牵引车动态载荷研究

基于Adams软件的虚拟试验场动态载荷分解技术在乘用车耐久性能开发领域广泛应用。对于重卡车型,由于车辆模型复杂、参数有限且测试难度大,虚拟试验场技术的应用推广受到限制。搭建某牵引车整车多体动力学模型及虚拟试验场仿真环境,同时采集试验场工况下的实车载荷谱数据并与虚拟试验场动力学仿真分析提取的动态载荷进行对比。使用相对伪损伤比值、频谱分析等评估比利时、扭曲路、搓板路等典型路面工况下仿真与实测载荷谱数据的差异。结果表明：基于虚拟试验场的动态载荷提取技术可应用于牵引车车型且可实现较高的精度,是一种获取试验场耐久工况载荷谱的有效方法。     

乘用车悬架强度设计工况定义方法研究

提出一种工况载荷定义方法,即在试验场场地内开展整车目标工况的载荷测试,采用极大似然估计法对关键参数进行威布尔(Weibull)分析,最终确定该工况载荷定义,以前悬架系统部件应力为例确定其评价指标,并开展了悬架系统承载能力实物试验和虚拟验证,结果表明,悬架系统实际承载能力满足设计目标,且虚拟验证可实现悬架系统实际承载能力的预测。     

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。     

某车型多连杆后悬架及整车动力学性能的开发及验证

以某车型多连杆后悬架及整车操稳性能开发为例,描述整车动力学性能正向开发及验证过程。通过整车动力学目标分解技术的应用,实现了悬架设计及零部件特性最终确定;并通过运动学及弹性运动学悬架试验和整车动力学操控稳定性试验验证了前期的虚拟分析结果,完成了既定的车辆动力学开发目标。     

基于虚拟载荷的悬架台架耐久试验方法

为加速试验认证周期、降低试验成本,采用了基于多体动力学的虚拟载荷生成方法及其数据处理流程,搭建了悬架系统道路模拟试验台架,分别进行了基于虚拟载荷和基于试车场真实载荷的耐久试验。通过耐久试验零件失效模式与失效发生时间的对比分析,验证了基于虚拟载荷的悬架道路模拟试验方法的有效性。     

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。     

后悬架系统试验载荷分析与验证研究

基于实测数据在ADAMS/CAR中建立多连杆后悬架系统多体动力学模型和虚拟台架模型,以后悬架系统实物试验工况为输入条件,通过虚拟试验分析获取悬架系统级工作载荷,并与实际试验结果进行对比验证。结果表明,虚拟试验分析所得载荷结果与实际试验结果在系统刚度、载荷分配、时域、频域和系统传递特性等方面趋势基本一致,该虚拟试验模型具有较好的精度,其分析结果可为悬架系统级疲劳寿命分析和结构优化提供有效的载荷边界条件。     

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。     

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。     

基于整车动力学模型的虚拟迭代技术分析

以Adams/Car建立的整车多体动力学模型为载体,并以在试验场测试得到的轮心加速度、悬架弹簧位移和轮心力作为整车虚拟迭代的实测信号。在FEMFAT.Lab软件中建立实测信号和轮心位移响应信号间的传递函数。通过传递函数反求出轮心位移,并作为输入载荷,仿真分解得到车身与底盘连接点动态载荷,作为后期虚拟疲劳试验的必要条件。     

扭转梁式后桥A0级车整车动力学性能的开发及验证

以扭转梁式后桥A0级车整车操稳性能开发为例,描述整车动力学性能正向开发及验证过程。设计阶段通过竞争车型主观评价及客观测试完成主、客观指标目标的确定,采用虚拟样机技术实现整车性能指标到系统及零部件性能客观指标的分解;验证阶段通过不同阶段悬架系统至整车级的虚拟分析优化及试验验证,实现设定的整车动力学操稳性能目标。虚拟样机技术及试验验证相结合有效地应用于扭转梁式A0级车整车动力学操稳性能的正向开发过程。     

基于虚拟试验场的扭矩对疲劳耐久仿真的影响

目前虚拟试验场（VPG）因开发周期短、成本低而得到广泛运用,但由于多体仿真模型与实际模型存在一定的差异,提取的硬点扭矩精度无法得到保证,故基于虚拟试验场的疲劳耐久分析可靠性存在疑义。论文以后副车架和车身为研究对象,基于虚拟试验场路面提取后副车架和车身的硬点载荷谱;分别以有扭矩和无扭矩载荷谱进行疲劳耐久仿真分析;对比疲劳耐久仿真分析的结果。对比结果显示,有扭矩和无扭矩疲劳耐久仿真分析的损伤值比值介于0.54～0.99。总体而言,基于虚拟试验场的扭矩对疲劳耐久仿真的影响较小;在扭矩精度无法保证的情况下,不影响疲劳耐久仿真分析的整体结果,从而也证明了基于虚拟试验场的疲劳耐久仿真分析的可靠性。     

基于3D数字路面的整车耐久性能评价方法研究

鉴于传统的路谱采集方法受限于样车试验,开发周期长,且无法有效预测后期参数变化和评估全新车型,本文中在传统整车动力学载荷分析的基础上,建立了轮胎高频模型和试验场3D数字路面模型,提出了路面-轮胎-悬架-车身的这一完整传递路径的整车虚拟路谱动态响应分析和耐久性能评价方法。通过生成基于3D数字路面的动态载荷,可在项目开发早期进行汽车结构耐久性能评估。结果表明,用此方法获得的数据与传统轮心力传感器采集的路谱数据相当接近,能有效识别零件的风险位置和逐步免除开发阶段的路谱数据采集,在开发早期实现结构耐久性精确评估。     

基于Virtual.Lab软件的非承载式车身道路载荷谱预测方法研究

道路谱的动态载荷是分析底盘件及车身连接点疲劳的关键输入，采集试验场路谱信号，利用Virtual. Lab创建带有整体式车架的整车刚柔耦合多体模型，通过时域波型复现技术（TWR) 虚拟迭代的方式得到轴头位移驱动信号，进而分解获得悬架接附点载荷谱，并在数据处理软件Tecware中对比载荷预测的结果，从而为车架的疲劳分析提供载荷输入。     

基于整车驻车试验的DCT箱体强度耐久仿真

以某双离合变速器（DCT）为研究对象,文章提出了基于整车驻车试验的DCT箱体强度及疲劳寿命预测方法。基于ADAMS建立目标车型,包含驻车系统整车冲击载荷仿真的系统模型,通过对不同驻车工况进行动力学仿真,获取对应工况下,驻车系统冲击载荷时域数据并与试验对标,验证了仿真结果的准确性。搭建DCT传动系统总成有限元模型,结合多体动力学仿真的整车冲击扭矩峰值及驻车系统的耐久试验载荷谱,分析了DCT箱体的强度及耐久性能,为DCT结构设计的正向开发及校验提供参考。     

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。     

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。     

考虑过盈配合的悬架控制臂焊缝疲劳分析

为了准确地评估悬架控制臂的焊缝疲劳寿命，在考虑过盈装配应力基础上进行了焊缝疲劳分析。对比了理论计算和有限元方法计算的控制臂过盈装配应力，对耐久载荷进行了等效处理，将耐久工况简化为三个简单工况。介绍了“VOLVO”焊缝疲劳分析方法，使用该方法校核了控制臂焊缝疲劳寿命。分析结果与台架试验结果较为一致，优化方案顺利通过整车耐久验证。     

乘用车误用工况试验研究

某款新能源乘用车在开发的过程中,在样车阶段对整车进行了误用工况试验;为了研究车辆在误用工况下的耐久性能,对车辆试验前后的四轮定位、底盘悬架接附点扭矩、胎压、车高分别进行了测量与记录,并在试验后拆解底盘前后悬架对各个零部件的状态进行了检查;为了研究在误用工况中车辆在不同车速车速、不同配载与不同地形下底盘悬架各零部件的受力,对前后悬架各零部件进行了金属电阻应变片粘贴,根据惠斯通电桥原理对零部件进行标定,并在试验中采集了贴片处的数据;本文的研究,对底盘悬架零部件强度性能以及耐久性能的设计提供了重要的参考。     

虚拟载荷在底盘系统耐久试验的应用研究

汽车底盘开发过程中的传统耐久性试验,用于试验的载荷来源,多为实车采集,此种方法存在严重依赖物理样车、开发试验周期长、采集载荷有限等缺点.本文基于多体动力学仿真技术,试验场数字模型,在Adams虚拟模型内生成虚拟载荷,输入底盘系统台架耐久试验作为目标载荷,替代实际样车载荷采集过程,进行底盘系统台架耐久试验验证.经过多车型...