副车架结构疲劳耐久仿真分析

某车企对正在研发的某车型进行可靠性道路耐久试验过程中,发现后副车架某位置发生开裂,开裂的产生影响了可靠耐久性能评估。为快速解决开裂问题,利用有限元方法对副车架进行仿真。主要思路:将试验场采集得到的路面激励信号加载到在多体动力学悬架模型中,然后提取出硬点动态载荷,最后将动载荷作为耐久仿真输入,对副车架进行结构疲劳耐久仿真分析,根据仿真结果对开裂位置进行原因分析,并提出有效性参考建议,为提高副车架寿命提供有利的数据支持。     

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。     

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。     

某重型商用车转向管柱及支架载荷谱提取

建立车架、驾驶室、翻转机构、转向管柱及支架等的刚柔耦合多体动力学模型。以试验场中采集的加速度信号为目标信号,使用FEMFAT-Lab软件中虚拟迭代的方法求得车架与前悬架4个连接处的位移谱,并通过仿真提取转向管柱上支架与驾驶室连接处的载荷谱,转向管柱下支架与车架连接处的载荷谱,转向器输入轴与转向器连接处的载荷谱,为后续的疲劳分析提供准备。     

轮心六分力作用下悬架疲劳载荷谱提取

准确提取车身连接点载荷是车身疲劳耐久性分析的关键.本文基于某轻型客车研发过程中单独对前、后车轮测取的道路试验轮心六分力数据,采用前、后悬架动力学模型提取车身连接点载荷,分析了多种悬架模型方案及其仿真结果,并与试验结果进行了对比.本文方法能够提取车身连接点载荷,为低成本准确获取车身疲劳耐久分析输入载荷提供了参考.     

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。     

基于载荷谱的轿车后车身耐久性能分析

本文以中心开发的乘用车后车身的疲劳耐久特性作为研究对象,截取整车后半部分白车身建立有限元模型,以实测车轮六分力载荷谱经多体动力学仿真分析输出的后悬架安装点激励作为疲劳计算的载荷输入。在此基础上,通过疲劳仿真分析软件FEMFAT分别对开发车与竞品车后车身疲劳寿命进行了对比分析,并将仿真分析结果与试验结果进行了对标,为该乘用车车身的设计开发及改进提供重要依据。     

基于实测载荷谱的副车架疲劳寿命估算方法

为准确预测某副车架疲劳寿命,对其进行三维建模与有限元分析,获得其结构应力分布,并确定副车架的疲劳损伤热点;试验场条件下测取副车架的应变载荷,通过频谱分析与低通滤波等计算副车架结构各测点的最大主应力,利用雨流计数法编制副车架载荷谱;利用局部应力应变法与Miner准则进行应力集中修正,完成副车架的疲劳寿命预估。估算得出该副车架试验场预期寿命为9 120 h。     

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。     

某车型前副车架的沿用分析研究

本文所研究前副车架计划沿用于某个新的车型,用ADAMS/CAR提取新车型副车架在典型工况下各安装点的载荷,对副车架进行了典型工况的应力计算。同时根据项目组采集的道路载荷谱,对副车架进行疲劳计算。再次结合此前副车架在前期老车型的路试情况以及基于道路谱开发的副车架台架试验结果,研究评估此前副车架是否可以用于新的车型。本文对于副车架在车型沿用分析中有一定的参考意义。     

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。     

基于虚拟疲劳分析的改款车型快速开发

根根据改款车型开发的特点,以原车型道路载荷谱作为输入,应用虚拟疲劳分析技术,在无物理样车的情况下对新车型进行了车身疲劳寿命预估和车身结构优化设计,通过整车台架耐久试验验证了虚拟疲劳分析结果的正确性。在此基础上,通过提前启动生产准备及减少物理样车试验轮次,在保证车身耐久性能满足开发目标的前提下,缩短了研发周期。     

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。     

实测道路载荷谱在新开发车型车身疲劳分析中的应用

根据新研发车和现有车型具有相同底盘平台的特点,提出一种利用现车道路载荷,快速进行新车车身疲劳分析和评估的方法。建立新车多体模型,放大现车道路载荷并结合轮胎接地位移为输入。根据车轮力传感器(WFT)载荷测量特点,正确地对模型加载激励,仿真得到车身载荷谱。选用合理疲劳分析方法预测车身寿命,以现车车身的疲劳分析损伤为目标,对不合格局部进行合理优化,最终新车车身达到设计耐久目标。     

实测道路载荷谱在新开发车型车身疲劳分析中的应用 摘

根据新研发车和现有车型具有相同底盘平台的特点,提出一种利用现车道路载荷,快速进行新车车身疲劳分析和评估的方法。建立新车多体模型,放大现车道路载荷并结合轮胎接地位移为输入。根据车轮力传感器（WFT）载荷测量特点,正确地对模型加载激励,仿真得到车身载荷谱。选用合理疲劳分析方法预测车身寿命,以现车车身的疲劳分析损伤为目标,对不合格局部进行合理优化,最终新车车身达到设计耐久目标。     

基于FEMFAT的白车身疲劳分析

本文运用FEMFAT软件,对白车身疲劳寿命进行了分析,阐述了从实际路面载荷谱的采集、信号处理、单位应力求解得到最终的疲劳寿命分析,并对比样车疲劳耐久路试结果,仿真分析与试验吻合度高,从而验证了仿真分析的可行性,并形成一套可行性技术流程,为后续整车疲劳寿命分析提供了技术积累。     

基于柔性车架的摩托车虚拟样机建模及仿真

在基于虚拟样机技术的摩托车多体动力学模型构建中导入有限元柔性车架,建立了更为真实的整车虚拟动力学模型;对刚性、柔性2种车架模型路面载荷谱输入的振动仿真结果进行对比表析,柔性车架的整车虚拟样机模型更符合实际情况。     

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。