汽车用户道路行驶载荷谱测量及推断方法研究

介绍了一种可应用于大规模汽车用户道路行驶载荷谱测量的新方法.该方法将加速度和应变信号与车轮载荷之间建立统计函数关系,从而可间接测量用户载荷.通过实车试验和载荷数据处理建立了制动工况下制动力伪损伤与制动强度之间的统计推断模型.对模型进行了验证试验.研究结果表明,本文所述方法可用于大规模用户道路载荷谱测量.     

基于国内工况的整车制动性能山路试验

欧美车企在奥地利大格洛克纳山模拟用户工况进行整车制动性能试验,日本车企在日本本土也有相应的试验道路,以实际道路模拟用户驾驶工况的方法进行制动性能的开发验证。国内关于山路制动性能测试,暂未形成统一的试验方法。文章以国内实际道路为基础,结合奥地利大格洛克纳山试验方法和国内用户工况,参考中国汽车技术研究中心在全国乘用车制动使用情况与工况研究中对国内用户制动减速度、制动负荷系数、制动频度等数据的总结,进行整车试验数据采集、验证,从而探索出一种适应中国用户的制动性能山路试验方法,具有重大的实际意义。     

与典型用户数据相关的乘用车传动系台架可靠性试验载荷谱制定研究

为制定某乘用车传动系总成台架可靠性试验的输入载荷谱,在用户实际使用的典型工况下,利用非接触式转矩遥测仪测量试验目标车辆左右半轴转矩、转速和发动机转速、车速等与传动系相关的数据。应用TecWare软件的Process Builder模块建立挡位分割批处理模型,将用户数据处理成目标旋转雨流计数循环矩阵,同时剔除对疲劳寿命影响较小的小幅值循环载荷。结合实际用户调查获得的路面比例与车辆载重数据,根据疲劳累积损伤的威布尔分布方程和传动系损伤计算模型,计算累积失效概率为90%的用户总累积损伤并对其概率分布函数进行K-S(Kolmogorov-Smirnov)检验。考虑台架试验输入的载荷谱格式,基于疲劳损伤等效原理将用户数据压缩成台架可靠性试验可识别的块状载荷谱,实现传动系总成台架试验与用户使用寿命的统一。以传动系台架试验代替整车道路试验,有效降低试验成本、缩短试验周期。     

基于动态轴荷的电控制动系统制动力分配控制算法

针对半挂汽车列车制动时轴荷转移大、制动距离受载荷影响大的问题,提出了非紧急制动工况基于动态轴荷的制动力分配算法。根据轴荷变化动态调整制动力分配,使各轴利用附着系数与车辆制动强度一致,同时根据车辆实际制动强度与理想制动强度差值调整制动力,使车辆在相同制动过程中制动距离不受载荷影响。对比通过软件进行常规制动与采用该算法的电控系统车辆在不同载荷下的制动仿真结果表明,该算法可动态分配制动力并进行减速度控制。     

基于误用工况试验的下摆臂载荷对标研究

为研究强度CAE分析工况与整车误用工况下的载荷关联性,本文选取前悬架系统中的核心部件下摆臂为研究对象,通过误用工况试验,采集摆臂球头销处的FX/FY载荷,并在摆臂关键受力位置的表面粘贴应变花采集应变数据。同时搭建前悬架系统的多体动力学模型,提取下摆臂的强度工况载荷,并建立下摆臂有限元模型,进行有限元分析得到关键位置的应变和应力结果。对比试验采集数据和CAE分析结果,得到仿真和试验结果差异较小,完成下摆臂的载荷对标过程,为前悬下摆臂及其它底盘零部件的误用工况试验载荷对标提供一定参考。     

考虑频域损伤谱的试验场耐久规范优化方法

根据用户调研分析结果,设计用户数据采集路线以及载重比例,并在车辆关键结构件上布置相应传感器,采集用户及试验场载荷数据,综合考虑试验场各特征路面、车速等参数的耦合特性,研究车辆系统的频率响应分布,在损伤及雨流等效的基础上,利用频域损伤谱优化耐久试验规范,使试验场规范在频域分布上贴近用户实际路面。     

电动车城市道路循环试验开发方法研究

针对传统试验场对电动车起步、停车工况验证不足的问题,基于城市道路起步停车次数多的特点,文章提出一种电动车城市道路循环试验开发方法。结合城市道路类型以及驾驶方式定义试验场景库,按照试验开发目标定义强度指标。根据试验场景库和试验里程构建初步试验方案,通过数据采集设备开展道路载荷测量。通过雨流计数法及疲劳损伤理论对道路载荷数据进行载荷强度计算,得出强度系数。根据强度系数阈值调整试验方案,达到强度系数目标,确定试验方法。实测结果证明：该方法具有可操作性,并能达到目标要求,完成实际试验开发。     

基于用户相关数据的乘用车试验场变速强化试验方法

为避免以往乘用车传动系可靠性试验的盲目性,提出一种与用户实际使用工况相关联的变速强化试验方法,该方法采集强化路和用户典型路面的试验数据,计算传动轴各级转矩对应的累积疲劳损伤。利用Weibull分布和Monte-Carlo仿真模拟90%用户的总损伤,最终获得试验场变速试验强化系数,为科学评价乘用车传动系可靠性和可靠性试验规范的制订提供技术依据。     

基于公共道路数据的印度市场整车结构耐久试验方案制定

为了支持印度车型项目的开发验证,文章通过采集印度公共道路载荷数据,运用Miner疲劳线性累积损伤理论,计算了印度客户的结构耐久使用强度;然后与中国的结构耐久试验考核强度作对比,完成了满足印度客户使用强度的规范移植制定.并通过计算印度试验场各条试验路面的载荷强度,分析了印度结构耐久试验规范与中国的差异性.     

汽车可靠性试验规程制定研究

文章介绍了汽车可靠性试验规程制定的基本原理,通过对采集到的用户使用条件下的路面载荷谱数据和强化路面载荷谱数据进行总损伤、频域损伤和相对损伤等方面进行对比分析,制定可靠性试验规程。     

基于柴油机考核工况的活塞高周疲劳寿命预测

针对柴油机台架耐久性试验规范规定的柴油机考核方法及工况,建立了多工况循环载荷作用下活塞高周疲劳寿命预测流程;采用Abaqus有限元分析软件建立活塞温度及应力计算模型,通过与试验数据对比进行模型标定,计算了各工况下活塞温度场及应力;采用Femfat软件考虑温度场及各种修正因素的影响对活塞单工况下高周疲劳寿命进行预测,采用双线性累积损伤准则对柴油机考核工况下活塞疲劳寿命进行预测。结果表明:采用双线性累积损伤准则可便捷地进行多工况周期性载荷下活塞高周疲劳寿命预测;活塞冷却油腔位置处寿命最低,但可满足柴油机考核使用要求。     

匹配涡轮增压发动机的机械式变速器可靠性分析与验证

本文对匹配涡轮增压发动机的机械式变速器可靠性分析与验证进行了研究。首先针对中国城市整车实际使用工况及涡轮增压发动机扭矩特性,修正适合涡轮增压发动机的变速器台架耐久试验规范。基于此规范为载荷谱,利用Romaxdesigner建立变速器参数化仿真模型,结合疲劳累积损伤理论及材料S-N曲线对轴齿、轴承等关键部件损伤率精准分析,从而评估变速器总成的可靠性。并通过某款变速器匹配涡轮增压发动机进行可靠性分析试验验证。     

汽车运行油耗的模拟计算和分析

汽车运行过程是不同强度的加速、稳速和减速三种过程连续循环的组合。汽车运行油耗模拟计算就是这三种过程的油耗计算的综合。它以发动机台架试验数据为依据,当道路条件、汽车结构参数、载荷和速度已知时,即可用模拟公式算出油耗,并与整车实际试验结果对照后进行修正,从而可用于预测汽车在不同运行工况下或采用不同结构变革方案时的油耗。     

轿车车身强度道路模拟试验技术研究

对轿车车身在用户道路中产生的损伤情况进行了调查和分析,在用户道路和试验道路上进行了载荷测量,通过数据分析和处理,在试验台上采用远程参数控制技术,制定了试验加载谱,对白车身进行试验后,得到了与用户道路相似的损伤。在多个试件试验的基础上,制定了白车身强度试验的方法,为开发和改进设计提供了检验手段。     

排气制动对增压器轴向载荷影响的研究

针对车辆上同时应用排气制动与涡轮增压的情况,研究了排气制动对增压器轴向载荷的影响。通过排气制动与增压器联动试验测量了增压器在各个工况下的轴向载荷,从而确定了数值计算所需的边界条件,并通过数值计算获取了增压器在各个工况的轴向载荷的分布情况。结果表明,与正常工况相比,增压器在排气制动工况下其轴向载荷显著增大,且排气背压越高,增压器轴向载荷越大;涡轮级轴向载荷反向且增大;压气机级轴向载荷显著下降,但方向不变。     

排气制动对增压器涡轮轴向载荷影响的研究

本文中针对同时采用排气制动和涡轮增压的车辆,分析其在排气制动工况下增压器的工作状态。通过排气制动与增压器联动试验得出数值计算所需的边界条件,并据此计算涡轮转子在稳态工况和过渡工况的轴向受力。结果表明,在排气制动工况下,增压器涡轮转子的轴向受力反向,且排气背压越高,涡轮转子所受轴向力越大;在工况切换过程中,涡轮转子所受突变载荷较大,最高值达221N,工况切换时间越短、背压越高,轴向冲击载荷越大。因此确定合理的排气背压和工况切换策略可有效降低涡轮转子所承受的轴向载荷。     

车辆弯道制动工况下的动力学分析

主要从2个方面对弯道制动工况进行了分析.首先定性分析了载荷变换反应对车辆稳定性的影响,然后在多刚体动力学软件ADAMS中建立了整车模型,对弯道制动工况进行了动力学仿真,分析了制动强度、前后制动力分配系数及质心位置等参数对车辆稳定性的影响程度.     

商用车驾驶室弯曲工况力学性能分析与测试方法研究

对商用车驾驶室弯曲工况进行分析,提出弯曲工况的边界条件和载荷条件。根据弯曲工况的约束和载荷条件,提出进行弯曲工况力学性能分析的试验方案和试验设备。对某型商用车弯曲工况的刚度和强度进行测试,并对测试结果进行了分析。     

轻型商用车全寿命周期目标里程与运行工况研究

确定用户使用条件下车辆耐久行驶里程及对应运行工况,是开展整车可靠性设计与评价验证的前提与基础。本文以真实用户问卷调查为基础,采用分布拟合与优度检验等统计分析方法,建立了用户使用条件下轻型商用车年行驶里程、期望使用年限、目标行驶里程、行驶车速和载质量情况等工况分布模型,并用采集的典型用户GPS运行数据对分布模型进行验证;最后综合问卷和测试数据确定了95%用户使用度水平下车辆全寿命周期耐久行驶目标里程及其对应工况的里程比例。本文的研究成果对于设定符合中国道路特征和用户使用条件的轻型商用车耐久性与可靠性目标、制定整车目标载荷谱和试验场可靠性规范提供了参考和依据。     

电驱动系统可靠性目标载荷快速构建方法研究

目标载荷是有效开展车辆可靠性评估与寿命预测的基础。车辆行驶过程中,由于驾驶行为、路面起伏、载重状态等因素的不断变化,不同用户电驱动系统载荷差异巨大,如何构建覆盖一定用户百分位水平的电驱动系统可靠性目标载荷,是当前产品高质量开发面临的共性问题。以用户历史运行数据为基础,结合整车动力学仿真和参数优化,提出了一种电驱动系统可靠性目标载荷快速构建方法。针对车辆行驶过程中道路坡度与整车质量参数数据难以精确获取、不同用户数据差异大的现实,通过等效坡度和等效质量的参数优化,提高电驱动系统载荷仿真精度;针对不同用户间等效坡度和等效质量差异,以95%用户损伤水平为目标,通过多目标优化得到群体用户模型参数的等效统一解;基于整车动力学仿真与实际用户载荷时域及损伤域对比,验证电驱系统可靠性目标载荷的有效性。结果表明,基于得到的统一参数仿真载荷与95百分位用户损伤误差仅为1.09%,为有效开展电驱动系统可靠性评估提供技术支持,为整车及其它系统可靠性目标载荷构建提供参考。