转向节多轴虚拟试验台架载荷谱应用研究

不同类型的台架载荷谱对转向节的疲劳损伤影响规律有所不同，因此探求精确的载荷谱编辑方法仍是亟待解决的重要问题。以经过校验后试验场载荷谱为数据来源，简化了冗余的转向节耐久规范；通过悬架运动学及柔顺性(Kinematics Compliance, KC)试验和虚拟迭代法，从静态与动态验证了整车多体动力学模型的准确性；采用时域编辑法，生成了保留时域与频域特征的转向节台架随机谱；基于损伤等效原则创建了转向节四级台架程序谱；从统计转向节关键点各方向的伪损伤值占比出发，以转向节模态试验验证后的有限元模型为载体，搭建了转向节多轴虚拟台架；应用模态应力恢复法，讨论分析转向节虚拟台架下的原始谱、台架随机谱、台架程序谱对其疲劳损伤的影响，结果表明三者激励下的转向节疲劳损伤分布保持一致，台架随机谱与台架程序谱较原始谱最大损伤比分别为0.75和1.7,验证了台架载荷谱编辑方法的准确性，说明了转向节虚拟台架的工程实用性；最后，通过虚拟台架传递矩阵确定了引起转向节疲劳损伤的载荷与道路类型，为结构改进提供数据支撑。     

基于多轴载荷的汽车控制臂疲劳载荷块编制

目前大多数控制臂台架疲劳载荷为单向加载的块谱,忽略了载荷的多轴性。依据已测得的控制臂试验场道路载荷谱,通过多轴雨流投影方法分析了其载荷的多轴性,并以多轴雨流投影结果一致为目标,通过迭代方法求解获得其考虑载荷多轴性的载荷块谱。再通过疲劳计算方法对比了单轴与多轴载荷块在寿命预测的差异性,并与控制臂应变采集测试点的疲劳损伤对比,发现考虑多轴的载荷块具有更高的预测精度。载荷多轴性的载荷块编制方法可为汽车其他零件台架疲劳载荷块编制提供参考。     

基于路谱载荷的副车架加速耐久台架试验的开发与应用

以试验场路试中某车型前副车架控制臂安装点处焊缝开裂失效为研究对象,对控制臂的路谱载荷进行了采集。将控制臂安装点处的路谱载荷,运用雨流计数法,并根据虚拟的S-N曲线和Miner线性疲劳损伤累积理论,得到路谱载荷下控制臂安装点的伪损伤。根据损伤等效原理,反推出在一定循环次数下,与路谱载荷损伤等效的等幅载荷的幅值。利用等幅载荷对副车架进行加速耐久台架试验验证,发现失效模式、失效寿命与试验场整车试验取得了较好的相关性。通过加速耐久台架试验,快速验证了改进方案,并通过了后续的试验场路试验证。     

汽车控制臂后衬套台架试验疲劳寿命分析

实现多轴工况下的橡胶部件的疲劳寿命预测具有重要意义,对橡胶衬套的台架疲劳试验寿命进行预测,研究和分析实现衬套多轴疲劳寿命预测的一些关键问题。进行衬套部件的台架疲劳试验,获得了部件的试验疲劳寿命。选定疲劳损伤模型,进行橡胶材料的疲劳寿命测试,拟合模型参数;使用有限元仿真和线性叠加法计算得到衬套在台架疲劳试验中的应力和应变响应;对衬套的台架试验疲劳寿命进行预测,分析损伤参数、载荷相位、线性叠加等因素对疲劳寿命的影响。结果表明,该文的材料疲劳试验方法和寿命预测方法能够较好地预测橡胶衬套台架疲劳寿命;对于台架试验工况,损伤参数对寿命影响不大,载荷的相位对寿命影响较大,线性叠加引起的误差不大。     

整车四立柱台架试验中目标谱的加速方法研究

汽车试验场道路载荷谱中包含大量的高频低幅值载荷,实测载荷谱的加速处理是建立整车四立柱台架试验的关键一步。以某轿车汽车试验场实测载荷谱为基础,结合累积疲劳损伤理论和低载强化理论,提出了一种新的小载荷删除原则,应用该准则对试车场实测载荷谱进行编辑处理,生成试验加速谱。从幅值域、伪损伤和频率域多方面对加速谱的有效性进行理论验证。结果表明该方法在保留损伤,保证损伤载荷特征和频域特征的基础上实现了加速。最后,通过建立整车台架试验,试验中出现了与汽车试验场一致的失效模式,验证了该载荷谱加速方法的合理性。该方法可为其他车型的整车四立柱台架试验载荷谱的加速编制提供一定的参考。     

基于试验场真实载荷谱的悬架疲劳试验研究

介绍一种新的悬架疲劳试验方法。基于试验场真实载荷谱准确获取悬架随机载荷谱,应用雨流分析得到均幅值载荷分布规律;编制程序载荷谱并简化;根据简化后程序载荷谱进行悬架疲劳台架试验,失效情况与路试结果吻合,验证该方法的可行性。     

试验场载荷特征分析与标准化方法研究

针对车辆载荷的采集必须在样车试制完成后才能进行,产品开发阶段往往缺乏必要载荷数据的问题,开展了试验场耐久规范下的载荷谱标准化研究.首先,对国内某试验场不同车型道路实测载荷谱的特征分析,明确了不同车型载荷雨流循环频次分布的一致性.其次,综合载荷频次分布和损伤区间分布的差异性,对比了传统概率分布模型和极值分布模型在雨流循环建模的有效性,通过载荷频次及损伤分布,验证了超越阈值分布模型在载荷建模方面的合理性.最后,对不同车型载荷的归一化,建立了对象试验场的标准化载荷模型,并通过对比标准化载荷重构谱与试验场实际道路谱的雨流循环、相对损伤以及关键零部件台架试验寿命,验证了该标准化载荷模型的有效性和合理性.该标准化载荷谱及载荷谱标准化方法可为新车型在早期开发阶段提供准确有效的载荷数据,从而保证产品可靠性与耐久性水平.     

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。     

重型商用车尿素箱支架设计与疲劳验证

通过对重型汽车尿素箱支架进行道路载荷谱采集和CAE分析,总结一套适用于重型车辆支架疲劳验证的台架试验规范。首先在试验场完成了尿素箱支架载荷谱采集,分析支架在各种道路下的受力工况,并对改进前、后的支架结构进行仿真分析,然后根据功率谱在电磁振动台上进行振动疲劳试验,通过台架试验表明改进后的支架满足设计疲劳寿命要求。总结的试验方法对结构件具有普遍适用性,能够指导结构类零部件新产品的开发与疲劳验证工作。     

车身台架疲劳试验程序载荷谱研究

提出一种能简化加速车身台架疲劳试验的程序载荷谱编谱方法。基于试车场实测路谱准确获取车身连接点随机载荷谱,并简化为车身转矩载荷谱。应用雨流计数法和数理统计方法,得到均幅值载荷分布规律,其中均值服从正态分布,幅值服从威布尔分布;编制程序载荷谱并简化。应用有限元法和疲劳分析理论对车身疲劳寿命进行预测,从疲劳所用时间和行驶里程两个方面对危险部位寿命进行比较分析;结果表明,在车身连接点随机载荷谱和编制的程序载荷谱的作用下,车身的损伤分布及大小基本一致,验证程序载荷谱的有效性。所提出的编谱方法对其他车型的车身台架疲劳试验也有一定的应用和参考价值。     

考虑城市道路工况的轮边减速器载荷转换方法研究

将城市道路循环工况作为车辆的典型工况,对车速进行统计与分析,获得该工况的载荷分布特性。研究车速、加速度冲击、档位等因素在传力零件载荷形成过程中的作用,修正了旋转质量换算系数。以电动汽车轮边减速器为例,基于整车和减速器参数,进行了齿轮载荷的转换,获得与车速分布对应的零件载荷分布。探索了从车速到零件载荷的转换方法,为减速器零件的轻量化设计和寿命分析提供了技术支撑。     

具有分段作业特点的非平稳随机载荷的制谱方法研究

本文通过对装载机及叉车的随机载荷分析,探讨了具有分段作业特点的非平稳随机载荷的制谱方法。结合装载机实测传动系载荷,提出利用“作业剖面图”制取“铲—续—铲谱”这一新的制谱的方法。该方法可推广应用于具有分段作业特点的其他工程机械载荷谱的制取。     

基于载荷谱传动箱箱体动载系数分布研究

针对某特种车辆综合传动箱体强度过剩,质量过重的现状,需要对箱体进行进一步优化。而在优化过程中,传统方法基于转速转矩的经验公式计算一个较大的动载系数,减少了后续优化空间。基于载荷谱对平稳传动过程中的动载系数进行研究,首先对该箱体进行台架试验,测得危险部位的载荷谱,其次针对这些载荷谱进行处理获得一段平稳时间历程中的动载系数。运用极大似然法和拟合优度AD值对这些动载系数进行分布识别以及检验,最终获得99百分位的动载系数,并将其与经验公式计算动载系数进行对比,结果表明在平稳传动条件下,经验公式计算动载系数偏大,结构设计偏于保守,而99百分位动载系数较为合理,有助于轻量化设计的充分实现。     

杯拉深承载极限研究

应用塑性流动理论和拉伸塑性失稳准则,导出基于三种常用材料硬化曲线的拉深临界失稳载荷通解,反映了板材厚向异性、加工硬化和凸模几何尺寸的影响。四种板材的拉深试验表明,理论解与试验结果的相对误差在5%以内。分析了对应不同硬化曲线的特解适合的板材种类。指出忽略板材的厚向异性或用不匹配的方程拟合试验硬化曲线会对解的精度产生明显影响。提出的通解适用于绝大部分板材的拉深性分析。     

负载模拟器的评价指标体系

总结了当前流行的评价标准,指出其优点和不足,然后从两个方面论述了负载模拟器的指标体系与性能要求:一是从单纯的载荷谱动态跟踪精度出发来评价负载模拟器,提出通过研究舵机本身的运动特性与载荷谱特性来进行加载系统的设计;另外一个方面是从舵机测试需求的角度提出对负载模拟器的跟踪精度的要求,着重讨论了加载精度和舵机位置动态刚度对舵机测试精度的影响。     

螺栓的冲击载荷分析

预紧螺栓所受拉力可根据力平衡和螺拴与被联接零件间的变形协调条件确定，其大小变化量为外加载荷变化量的几分之一。但当外加载荷是通过几个联接处有较大间隙的零件传递至螺栓时，这种分析方法就不再适用。由于间隙的存在，零件间的运动速度不协凋，间隙消除时必然产生冲击，使螺栓承受冲击载荷。准确计算冲击载荷的大小对于螺栓的使用安全具有重要意义。某离合器式螺旋压力机的预紧联接螺栓，承受着螺杆和滑块重量、平衡回程缸下推力以及滑块回程制动期间较强的冲击力。文中通过分析制动期间螺旋副的冲击过程，建立螺栓变形的数学模型，导出冲击载荷解析式，提出降低冲击载荷的措施，为离合器式螺旋压力机回程制动机构的设计提供重要的参考，同时也为承受大惯性负载的螺旋机构的受力分析提供参考。     

基于局部坐标的载荷传递

为解决界面网格不一致时温度、气压和变形等数据在结构网格和流场网格之间相互传递问题,提出一种基于局部坐标投影的载荷传递方法.将复杂的耦合界面分解为若干个几何简单的面,为每个面定义适当的局部坐标系,在此局部坐标系中定义三维几何坐标向二维参数坐标变换的投影关系,实现三维空间的载荷分布向二维参数空间的变换.在此基础上进行耦合界...     

点焊薄壁构件受集中载荷或均布载荷作用时的翘曲扭转研究

基于点焊薄壁构件翘曲扭转理论，分析和研究点焊双帽箱型横截面薄壁构件中部有集中载荷和整个构件长度上有均匀分布载荷作用时的扭转变形特性。进行数值仿真发现，在构件中部受集中力偶作用时，扭转刚度比与载荷作用点有关，在集中力偶作用附近流过焊点的剪应力很小，并作用点左右两侧的剪应力方向相反；在整个构件长度上受均匀分布力偶作用时，只要两端不约束翘曲，扭转刚度比保持不变等。     

桥式起重机起升载荷分布拟合与检验

为获得符合实际桥式起重机起升载荷的分布模型,对某起重机装配车间的一台75/30 t桥式起重机进行5天的起升载荷样本采集,共采集165个样本.对该样本利用上确界型统计量(D统计量)、平方差型统计量(A2统计量、W2统计量),按指数分布、正态分布、对数正态分布、Gamma分布、两参数威布尔分布、三参数威布尔分布6种分布模型假设进行分布检验及似然比拟合优度检验.结果表明显著性水平、检验方法、分布模型假设影响检验结果.在6种分布模型中,三参数威布尔分布假设更好地符合75/30 t桥式起重机起升载荷分布特征,可作为起重机钢结构疲劳分析、寿命评估和可靠性计算的基础.     

浓缩随机载荷谱试验研究

用运输机类型的随机谱载对中间有圆孔的LY12CZ试件进行裂纹形成和扩展试验，然后分别用两种浓缩谱进行试验研究。结果表明在裂纹的形成和扩展阶段对寿命起主要作用的参数影响是有明显差别的。特别是运输机谱中的地-空-地循环，在裂纹扩展的公式中对裂纹形成寿命的贡献估计不足。根据疲劳的材料常数对裂纹扩展的材料常数进行修正得到的计算结果与原谱的试验结果相当吻合。