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。     

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。     

解放牌CA10B型汽车前轴、转向节工作载荷谱测定及前轴程序疲劳试验

快速而准确的评价汽车零部件的疲劳寿命,对于提高产品质量、延长使用寿命;为产品设计提供正确的设计依据及加快研制过程、缩短新产品的定型周期都有重要的作用。过去,汽车零部件的疲劳寿命是用以下两种方法来评价的:1.汽车的道路试验:这种方法虽然是重要的,因为它在一定的意义上反映了实际的使用质量。但是,对于评价零部件的疲劳寿命来说,它又有许多不足之处:(1)试验时间长。25000公里的可靠性试验,一般需要2～3个月的时间。同时,需要的试验人员、试验费用都较多,试验工作较艰苦;(2)用于试验的车辆一般较少,而零部件的疲劳寿命往往有一定的离散性,从少数几     

基于焊缝疲劳寿命预测的某轿车后桥改进设计

叙述了运用焊缝疲劳寿命预测技术对某车型扭转梁式后桥进行疲劳失效再现和改进设计的过程,改进后的后桥可以达到物理试验一次通过.虚拟分析预测出的疲劳寿命结果与物理试验结果非常接近,因此可以利用其部分或全部替代物理试验来验证后桥的改进设计.实践证明,基于有限元法的焊缝疲劳寿命预测技术能够有效降低开发过程中的盲目性,减少试验数量,缩短开发周期.     

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。     

A Virtual Durability Test Method for Heavy Truck Based on Axle Displacement Response

以某重型载货汽车为研究对象,提出一种基于车轴位移响应的耐久性虚拟试验方法.该方法首先采集车轴位置的加速度响应;建立基于车轴位移响应驱动的整车多体动力学刚柔耦合模型;接着基于上述试验和刚柔耦合模型复现整车实际道路的载荷历程,预测整车及其关键零部件的疲劳寿命.最后,对其前悬架左减振器支架进行的分析,验证了所提出的试验方法的有效性.     

碳纤维复合材料疲劳寿命预测流程

通过对碳纤维增强复合材料(CFRP)的准静态力学性能及疲劳性能的研究,使用经典的CLD模型,提出了一套碳纤维增强复合材料疲劳寿命预测的流程方法。基于本流程方法可实现对碳纤维复合材料结构的疲劳寿命预测,进而为轻量化的汽车零部件结构设计提供设计参考。     

浅析汽车副车架疲劳分析方法

介绍了利用有限元疲劳分析方法对汽车副车架进行疲劳评价的关键因素,包括有限元网格划分方法、材料属性以及典型工况的选用等,并利用该方法对某副车架疲劳寿命进行分析,通过与台架试验结果对比,阐明了副车架虚拟设计的可靠性。     

基于名义应力法的疲劳卡片构建方法研究

基于有限元的疲劳寿命预测可应用于各行业,疲劳寿命预测精度的提高,离不开有效的材料疲劳卡片,疲劳卡片反映了载荷水平与疲劳寿命的关系。通过设计合理的材料试样的疲劳试验,结合试验与有限元计算,计算不同损伤参量创建应用于疲劳寿命分析的材料疲劳卡片,同时对疲劳卡片的仿真精度进行了验证。结果表明,基于名义应力法构建的疲劳卡片具备较高的预测精度,结合材料试验数据与仿真结果构建的多应力比S-N疲劳卡片,可用于其他适用于应力疲劳分析的零部件疲劳寿命分析,为提高零部件疲劳寿命预测精度提供新的技术途径,为零件的前期结构设计提供参考,可在不同领域进行推广并开展进一步分析研究。     

疲劳分析在汽车零部件设计中的应用

本文应用有限元疲劳分析软件NSC/FATIGUE，结合疲劳台架试验，对汽车安全零件-控制臂进行了疲劳分析，探讨了疲劳强度理论在汽车产品疲劳寿命计算中的应用，提出了提高零部件疲劳强度的方法。     

Prediction of fatigue life and estimation of its reliability on the parts of an air suspension system

Air suspension systems have been implemented in various commercial vehicles, such as buses and special purpose trucks, because of the comfortable ride and easy height control. An evaluation of the durability of vehicle parts has been required for service life and safety starting in the early stages of design. The cyclic load applied to the vehicle can cause fatigue failure of parts, such as the suspension frame. This paper presents a method to predict the fatigue life of the suspension frame at the design stage of the air suspension system used in a heavy-duty vehicle. To estimate the fatigue life using the SN method, the Dynamic Stress Time History (DSTH) is necessary for the part of interest. DSTH can be obtained from the results of the flexible body dynamic analysis using the Belgian road simulation and the Modal Stress Recovery (MSR) method. Furthermore, the reliability of the predicted fatigue life can be evaluated by considering the variations in material properties. The probability and distribution of the expected life cycle can be obtained using experimental design with a minimum number of simulations. The advantage of using statistical methods to evaluate the life cycle is the ability to predict replacement time and the probability of failure of mass-produced parts. This paper proposes a rapid and simple method that can be effectively applied to the design of vehicle parts.     

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。     

某车型散热器框架振动疲劳分析

运用CAE虚拟仿真技术,建立精确的FEA模型,利用采集整车道路试验加速度功率谱密度信号对汽车散热器框架进行振动疲劳分析,数值仿真与整车道路试验结果表明虚拟疲劳寿命仿真结果可靠性可作为设计优化的依据。     

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NVH性能的电动汽车车身模态匹配与优化

分析电动汽车的各振动源,采用模态匹配策略和流程,制定模态频率规划表,在整车NVH虚拟设计平台上,对车身各部件的模态参数进行灵敏度分析和参数优化,得到较好效果。     

Durability prediction for automobile aluminum front subframe using nonlinear models in virtual test simulations

This research work presents fatigue life evaluation techniques for an automotive vehicle aluminum front subframe using virtual test simulation technology with nonlinear suspension components model. The technology was used for improving the accuracy of the polynomial model used in conventional analysis. The proposed nonlinear suspension components models were developed using direct approach. The effects of the nonlinear elements on the prediction of the fatigue life were also analyzed. Actual aluminum front subframe was tested using half-car road test simulator to verify the accuracy of the models. It was found that the proposed nonlinear models yield more accurate results than conventional polynomial models. The proposed virtual test simulation technology with nonlinear suspension components model can be used to predict fatigue life for vehicle chassis structures more accurately.     

公路车辆对道路破坏性研究的系统化方法

为研究公路车辆对道路的破坏性,采用功能化虚拟样机(Functional Virtual Prototype)技术,基于多体系统动力学理论建立车辆系统的功能化虚拟样机,通过仿真得到车辆对道路的动态作用力;采用有限元方法(FEM)进行道路响应的研究,继而进行道路的疲劳断裂分析。最后形成一套完整的公路车辆对道路破坏性研究的系统化方法,并用于研究车辆设计、使用参数对道路破坏性影响的变化规律,提出了有关车辆设计与使用方面的有益建议。     

轿车后桥疲劳寿命的数字化预测研究

以某轿车后桥为例,介绍了疲劳寿命计算的理论基础和建立后桥精确有限元模型的方法。分别应用准静态法和随机振动法计算了后桥的疲劳寿命,讨论了频响分析带宽对振动疲劳分析方法的影响以及两种不同疲劳计算方法的区别和应用范围。结果表明,应用有限元仿真和试验相结合的方法可以有效地预测轿车关键零部件的疲劳寿命。     

光整加工技术在汽车主要零部件加工中的应用

汽车零部件的加工精度和表面粗糙度影响零件的表面质量,文章探讨了汽车主要零部件光整加工的新原理和新方法。提出汽车发动机曲轴采用卧式主轴式滚磨光整加工的强化与抛光新方法,并进行了光整加工前后的对比实验;论述了汽车轴承基于ART的长寿命光整加工的表面强化新技术。这些技术是光整技术在汽车零件加工的运用,对于提高汽车零件的加工精度和表面质量有比较好的效果,可以有效地提高汽车主要零部件的质量,延长零部件的使用寿命。     

汽车电器系统设计计算

根据汽车用电设备不同的工作特性,介绍汽车电器系统设计的计算方法、计算过程,并详细说明设计之后的试验验证方法。计算出整车主要用电器的总负荷,并依据总负荷值对发电机进行选型、校核。应用经验公式对一些简单电路的熔断丝及线束进行计算和定格。为新车型的开发提供设计依据,并提出开发建议。