扭转梁系统可靠度与载荷谱的相关性研究

基于整车可靠度分解,扭转梁系统需要在置信度50%的条件下,达到可靠度97%以上的指标要求。对试验场的不同工况路进行道路载荷谱采集,运用Tecware软件对道路谱数据进行等效损伤计算分析,同时运用Minitab威布尔理论计算分析,得到满足置信度与可靠度条件的扭转梁台架试验需要的样本量及循环次数。     

纯电动车整车各系统可靠度分解策略

基于整车项目开发前期的定位,通过分析各系统安全件数量,根据子系统重要度、复杂度、技术水平、工作时间、环境因子进行整车系统可靠度评估,结合故障等级进行可靠度手工修正,完成整车可靠度SSTS分解。通过系统可靠度、置信度要求指导DV试验的样本量及寿命要求,在节约成本的基础上,达到最优验证方式;通过可靠性目标,确保整车在可靠性试验、耐久性试验等试验中系统功能不会失效。     

基于虚拟验证方法的试验场转场关联技术

系统台架试验验证是整车耐久性能开发最重要的验证手段,如何建立系统台架耐久规范之间的关联性对于整车耐久性能开发显得尤为重要。传统的台架耐久路试规范之间的关联性分析主要依靠物理路试采集的方法,本文介绍一种基于VPG虚拟试验场技术的验证手段进行的台架耐久规范转场关联的方法,基于多款虚拟整车模型在两个虚拟试验场路面上仿真计算耐久载荷,通过载荷谱的伪损伤和零部件损伤值进行试验场转场关联分析,该方法具有项目周期短、成本低、精确度高等优点。     

扭转梁后桥疲劳试验规范研究

以扭转梁后桥为对象,运用Adams软件对整车参数进行分析,得出后轴轴荷是影响后轮轮心垂向力幅主要因素,然后运用Hype Works软件分析后轮轮心垂向力幅与轮心位移幅的关系,最终得出结论:后轴轴荷是后轮轮心位移幅的最主要因素。继而通过对现有多种乘用车扭转梁后桥疲劳试验案例的研究分析,建立了后轴轴荷与扭转梁后桥疲劳试验加载位移之间的数学关系。由此,建立了通用的扭转梁后桥疲劳试验规范。最后通过将新规范与旧规范进行对比分析,验证了新规范的有效性。     

扭转梁后桥台架试验标准制定研究

传统获得扭转梁后桥路试局部载荷谱时,其测试系统较为复杂,不仅测量成本高而且难以测量。本文针对扭转梁后桥建立了多体动力学模型,以整车道路试验车轮六分力信号作为输入,利用仿真计算得到局部载荷谱线。通过分析目标位置的损伤值,制定了单级加载台架疲劳试验的评价标准,并结合台架试验验证了标准的有效性,进而提出通过多体动力学仿真制定台架试验标准的分析流程,为后桥试制阶段的耐久性检验提供了评价依据。     

关于纯电动M3类商用客车的可靠性分析研究

由于能源匮乏以及人们环保意识的增强,纯电动车越来越受到人们的关注,而我国纯电动车的研究还处在起步阶段,可靠度低。对此进行可靠性研究,可靠度提升空间大,并且能够大大节约由于可靠度低下耗费的成本;所以可靠性的研究尤为重要。可靠性是衡量汽车质量的重要指标,本文通过对纯电动M3类商用客车进行可靠性建模,设定可靠性指标,进行可靠性预计和分配;同时,对零部件进行可靠性验证试验及整车可靠性增长试验,最终提高了整车的可靠性并使其达到了预计的可靠性水平。     

基于L-M法的某型UUV系统可靠性评估及应用

针对某型UUV可靠性评估时样本量少、评估可信度低的问题,应用L-M法对UUV研制阶段的系统级和组部件级收集的试验数据进行分析和利用,提出了基于L-M法的某型UUV系统可靠性综合评估方法,并给出了应用实例。从计算结果可看出,该UUV的可靠度下限为0.8237,满足可靠性指标要求。     

基于台架试验的轿车后扭梁悬架疲劳仿真研究

后扭梁悬架因其结构简单、成本较低且能满足一般的汽车动力学、运动学要求而被广泛应用于中低级轿车中。但由于后扭梁悬架既要保证足够的强度,以承受后轴的各种载荷,同时又要能提供合适的扭转刚度,以保证整车的侧倾刚度,导致后扭梁的受力比较复杂,高应力区域及危险区域也比较多。首先建立模拟后扭梁悬架台架试验的有限元分析模型,而后计算得到应力集中位置,并模拟后扭梁悬架台架试验条件下的疲劳载荷,借助于疲劳寿命分析软件估算后扭梁悬架各部分的损伤情况。经与台架试验结果的对比,所得试验数据与计算结果基本一致,表明基于有限元技术的后扭梁悬架疲劳寿命预测的可行性。最后分析后扭梁悬架前端刃口处开裂的原因,采用应力转移的思想,优化改进后扭梁悬架的局部结构。     

防撞梁在汽车碰撞中的性能要求及评估方法研究

为了高效评估防撞梁系统变化对整车碰撞性能的影响,基于整车正向开发流程,创新定义了防撞梁系统在整车碰撞中的性能要求,创建了防撞梁系统变化对汽车整车碰撞性能影响的等效评估方法。即从材料参数、材料高速拉伸性能、CAE分析、子系统试验4个方面进行评估和对比,可有效判断防撞梁系统的差异性及对整车碰撞性能的影响。通过研究某平台汽车铝前防撞梁原材料供应商切换对整车碰撞性能的评估案例,验证了等效评估方法的有效性,避免了整车碰撞验证,提升效率,降低费用。     

基于熵权TOPSIS方法的整车动力学性能多目标优化

为提高汽车行驶平顺性和操纵稳定性等整车动力学性能优化匹配效率,提出基于TOPSIS(Technique for ordering preferences by similarity to ideal solution,TOPSIS)方法的设计变量筛选策略。首先建立考虑下控制臂和扭转梁柔性的整车刚柔耦合虚拟样机模型,并通过下控制臂和扭转梁自由模态试验以及整车行驶平顺性和操纵稳定性实车道路试验验证所建整车刚柔耦合模型的正确性。采用试验设计方法研究下控制臂和扭转梁各结构参数分别对前后悬架性能的影响程度,提出基于熵权法和TOPSIS方法的结构综合贡献系数计算方法,以此为评价指标筛选出对悬架性能影响较大的结构参数作为整车性能匹配优化的设计变量,结合Kriging近似模型和NSGA-II算法(Elitist non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)对整车行驶平顺性和操纵稳定性进行多目标优化设计,获取Pareto最优解集,并确定出前后悬架系统的优化方案。研究结果表明,与优化前相比较,悬架系统优化后的整车行驶平顺性和操纵稳定性均有所提高,能够实现汽车性能的整体改善。     

基于道路载荷的汽车结构件可靠性试验方法研究

基于疲劳伪损伤相关性分析,建立了与道路载荷等效的程序载荷谱;对构件疲劳寿命进行了威布尔分析,建立了在一定置信度、可靠度条件下最少样件的可靠性试验方案。通过变速箱支架台架可靠性试验,复现了与道路试验相同的失效模式、疲劳失效寿命,分析了影响变速箱支架疲劳寿命的因素,并验证了试验方法的有效性。     

货车传动系统扭转疲劳载荷仿真

针对货车非线性悬架系统，提出了一种确定货车传动系统扭转疲劳载荷的模拟方法。建立了4自由度双轴货车振动模型，以标准路面功率谱反推算法得到路面不平度为随机输入，用MATLAB／Simulink仿真计算得到车轮上的垂直随机动载荷，并将其转化为驱动轮上的扭转载荷。计算载荷可以用来编制货车传动系统扭转疲劳试验载荷谱、估计零部件的疲劳寿命。     

串并联系统可靠度置信区间估计

针对复杂系统可靠性试验非常少甚至没有做的情况，提出了基于单元信息进行可靠性综合的方法。该方法不需假设系统或单元产品的寿命服从某一分布，减少了因寿命分布选择不当所造成的可靠性和方差的误差。在获得单元可靠性的均值和方差的基础上，利用系统可以分解为单一的串联或并联关系，通过逐步综合获得复杂系统的可靠性均值和方差估计值。利用系统信息熵原理，将部件的试验数据折合为系统的试验数据，获得系统的子样数。由此提出了小子样下的系统可靠性置信区间估计新方法，该方法只假设系统可靠性估计服从正态或对数正态分布。新方法使用限制少，计算简单，适用于系统数据较少的可靠性分析。     

基于车辆台车试验用尺寸可调工装的设计开发

为了降低试验成本,提高试验效率,开发了一种台车试验用的尺寸可调工装。将约束系统与车身连接点柔性化,通过调节涉及约束系统模块连接点的安装位置,快速实现与多项目平台车型布置坐标转换。在整车开发初期可提供约束系统匹配的台车试验条件,实现多个车型平台共用一个工装的目的;以某一车型为例,参考其布置参数并调整尺寸可调工装,进行台车100%正面碰撞模拟试验,结合客观评价(ORM)方法,对比安装不同工装台车试验中假人伤害值曲线。结果表明:安装尺寸可调工装的台车试验所获得的假人伤害值曲线与传统的车身固定点加固方法试验有较高的一致性,验证了尺寸可调工装的有效性与可靠性。     

试验数据服从Weibull分布时可靠性试验最少试件数的确定

试验试件数的确定是产品疲劳寿命试验过程中的一个重要问题,为节省时间和费用,要求在满足一定精度前提下使得试件数最少.研究在试验数据服从双参数Weibull分布的情况下,如何确定可靠性试验中最少试件数(最小子样容量)的问题.提出以估计量的相对偏差作为精度指标,并推导出确定最少试件数的公式.通过实例计算,给出在一定精度指标和置信水平下,估计特征寿命和安全寿命时所需的最少试件数.     

货舱横梁模态仿真与实验对比研究

特种车辆常处于公路以外的恶劣路况进行长途运输,对各承载部件的强度和振动特性都有较高要求。针对某货舱支架横梁在使用中出现焊缝开裂的情况,建立该横梁的仿真模型,对振动特性及结构强度进行了仿真分析,并与实验结果做对比研究。结果表明:仿真计算和实验结果基本一致,实现部件结构优化及可靠性的提高。     

小型电动汽车车架的设计与轻量化改进

车架作为电动汽车的主要承载结构,其强度和刚度在汽车总体设计中起着非常重要的作用,车架的轻量化研究也具有重要意义。以小型电动汽车为研究对象,设计一款车架,建立有限元模型,分析其在弯曲和扭转2种工况下的应力和变形,并对车架进行模态分析;根据分析结果,以轻量化为目标对车架进行优化,运用截面尺寸优化方法,通过改变梁的横截面面积和改变车架体积,最终实现车架的轻量化。结果表明,车架质量较初步设计减少了10.6%,强度和刚度均符合要求,车架的轻量化目标基本完成。     

Coach simplified structure modeling and optimization study based on the PBM method

For the coach industry, rapid modeling and efficient optimization methods are desirable for structure modeling and optimization based on simplified structures, especially for use early in the concept phase and with capabilities of accurately expressing the mechanical properties of structure and with flexible section forms. However, the present dimension-based methods cannot easily meet these requirements. To achieve these goals, the property-based modeling (PBM) beam modeling method is studied based on the PBM theory and in conjunction with the characteristics of coach structure of taking beam as the main component. For a beam component of concrete length, its mechanical characteristics are primarily affected by the section properties. Four section parameters are adopted to describe the mechanical properties of a beam, including the section area, the principal moments of inertia about the two principal axles, and the torsion constant of the section. Based on the equivalent stiffness strategy, expressions for the above section parameters are derived, and the PBM beam element is implemented in HyperMesh software. A case is realized using this method, in which the structure of a passenger coach is simplified. The model precision is validated by comparing the basic performance of the total structure with that of the original structure, including the bending and torsion stiffness and the first-order bending and torsional modal frequencies. Sensitivity analysis is conducted to choose design variables. The optimal Latin hypercube experiment design is adopted to sample the test points, and polynomial response surfaces are used to fit these points. To improve the bending and torsion stiffness and the first-order torsional frequency and taking the allowable maximum stresses of the braking and left turning conditions as constraints, the multi-objective optimization of the structure is conducted using the NSGA-II genetic algorithm on the ISIGHT platform. The result of the Pareto solution set is acquired, and the selection strategy of the final solution is discussed. The case study demonstrates that the mechanical performances of the structure can be well-modeled and simulated by PBM beam. Because of the merits of fewer parameters and convenience of use, this method is suitable to be applied in the concept stage. Another merit is that the optimization results are the requirements for the mechanical performance of the beam section instead of those of the shape and dimensions, bringing flexibility to the succeeding design.     

浅议汽车整车和发动机的可靠性试验

通过对目前国内整车和发动机可靠性试验现状的表述,阐明了国家严格执行并提高相关可靠性试验标准的必要性,同时通过对符合可靠性试验要求的发动机在整车可靠性道路试验中易发生的故障进行了分析,进一步阐明整车可靠性道路试验的重要性。     

微扑翼飞行器静电驱动机构的机电耦合特性研究

静电微驱动机构在微机械传感器、激励器中有着广泛的应用。对一种用于微型扑翼飞行器的扭转式静电微驱动机构,在建立其非线性动力学模型的基础上,采用数值方法在相空间中分析了系统的非线性动态特性,研究了初始条件和阻尼对临界拉入电压的影响,分析了在不同激励电压信号下系统的响应并得出方波信号较优的结论。最后针对静电扭转梁的有限元模型,采用顺序耦合场分析方法研究了系统的机电耦合特性。所得研究结论对扭转式静电微驱动机构的设计与应用提供了一定的理论依据。