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。     

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。     

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.     

燃料电池大客车车身疲劳寿命仿真分析

应用M atlab生成路面激励载荷并检验其特性,结合整车多体动力学模型,获取车身疲劳分析的激励载荷;采用瞬态时域法计算出车身的动应力,利用MSC/Fatigue软件分析和预测燃料电池大客车车身的疲劳部位和寿命,为结构设计与修改提供参考。     

基于有限元法的轿车车身结构及焊点疲劳寿命分析

以某型轿车车身为例,建立车身的有限元模型,在对车身进行了单位激励下的冲击响应分析并得到应力应变分布结果的基础上,利用M iner损伤累积准则,在MSC.Fatigue软件中对车身的疲劳寿命进行仿真分析,估算出该型车在D级路面上行驶时的结构及焊点疲劳寿命,分析结果显示出的危险部位与实车实验基本一致。     

车身台架疲劳强度试验方案研究

综合运用多体动力学、有限元结构强度和疲劳寿命预测等计算机仿真技术,预测了汽车车身在台架疲劳强度试验载荷作用下各点的应力分布,对车身高应力区域进行了疲劳寿命估计,为实际试验中应变片贴片的布置提供了指导。经试验验证,计算机仿真结果与试验结果吻合较好。该研究对车身台架疲劳强度试验方案提出了一些改进建议。     

基于实测载荷谱的白车身疲劳寿命计算

通过六分力轮测试系统实测了某型乘用车在试车场运行的载荷谱数据,以此作为输入,并综合有限元分析、多体动力学分析和疲劳分析等多种CAE手段,对该乘用车白车身在实测载荷谱作用下的疲劳寿命分布进行了计算分析.同时,给出了符合真实工况的试验与虚拟相结合的白车身一体化疲劳分析流程,该流程同样适用于底盘零部件的疲劳分析.     

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。     

Estimation of road profile variability from measured vehicle responses

When assessing the statistical variability of fatigue loads acting throughout the life of a vehicle, the question of the variability of road roughness naturally arises, as both quantities are strongly related. For car manufacturers, gathering information on the environment in which vehicles evolve is a long and costly but necessary process to adapt their products to durability requirements. In the present paper, a data processing algorithm is proposed in order to estimate the road profiles covered by a given vehicle, from the dynamic responses measured on this vehicle. The algorithm based on Kalman filtering theory aims at solving a so-called inverse problem, in a stochastic framework. It is validated using experimental data obtained from simulations and real measurements. The proposed method is subsequently applied to extract valuable statistical information on road roughness from an existing load characterisation campaign carried out by Renault within one of its markets.     

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。     

重型车辆与路面耦合作用的仿真分析研究

针对车-路系统以及车-路耦合作用的特点,运用ADAMS动力学仿真软件,建立了某重型车的多自由度仿真模型,并利用ADAMS对模型进行了仿真计算,分析了车辆以不同载重量、不同速度行驶于不同等级路面时,车辆对路面的动载荷作用。结果表明：车-路耦合产生的动载作用受路面工况的影响较大,随着路面等级的降低,车辆对路面的动载荷有着显著的增大;在车辆正常行驶速度范围内,车辆对路面的动载荷也随着车速的增加而增大;而在相同条件下。满载车辆较空载车辆对路面的动载荷要大很多,即满载对路面的破坏作用更为显著。     

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。     

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.     

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。     

一种MPV车身NVH性能结构的优化方案

本文首先对某款MPV车型T2'与T2'数据的制动噪声进行加速、路噪、怠速带载载荷分析.三种载荷下的弱点分析及优化,寻找车身方案,T2'模型方案对比T2'模型方案,车身方案在不同载荷下的验证,减重方案,有效的解决了整车路噪低频压耳声的问题.