某型轿车摆臂程序载荷谱编制研究

通过实测摆臂试车场道路载荷谱,对摆臂目标测点载荷谱进行了统计分析,综合考虑结构的低载强化特性与传统载荷谱编制方法,提出了一种包含具有强化效果载荷的程序载荷谱编制方案。该方案依据摆臂结构的低载强化特性删除了大量无效载荷,同时保留了载荷谱中具有强化效果的载荷,并研究了强化载荷之间的等强化准则,将强化载荷折算到最佳强化载荷等级,减少了强化载荷试验频次,能够快速、真实地模拟出汽车零部件实际受载情况,试验加速效果明显。     

考虑低载强化效应的变速器加速试验谱的编制

变速器室内台架模拟试验是考核、评价和提升其性能的重要手段。以变速器为对象,提出了一种能简化变速器加速疲劳试验程序载荷谱的编制方法。利用无线遥测技术在垫江汽车试验场采集了汽车变速器的实际道路载荷谱,分挡位对实际载荷谱进行了预处理。以2挡载荷为例,应用雨流计数法得到载荷的频次分布矩阵,运用卡方检验发现载荷均值服从均值为91.77 N·m、标准差为163.27 N·m的正态分布,载荷变程服从形状参数为1.346、比例参数为305.489的双参数威布尔分布,并且均值和变程相互独立。利用二维概率分布函数,建立了8×8级二维载荷谱。应用变均值法,将二维载荷谱转化为8级一维载荷谱。依据半轴的损伤特性和低载强化特性,研究强化载荷之间的等强化准则,将强化载荷折算到最佳载荷级,减少了载荷加载频次,提高了试验效率。     

某轿车摆臂疲劳试验载荷谱编制及寿命预测

传统编谱方法对低幅载荷只考虑其损伤作用,没有考虑零件的低载强化特性。以某轿车摆臂为对象,编制了耐久性试验用程序载荷谱,再分别按照传统损伤理论与低载强化理论预估零件的疲劳寿命,比较分析两种理论在疲劳寿命预测上的差异。台架试验结果表明,考虑低载强化作用的寿命预测方法对零部件的寿命预测具有更高的精度,这对汽车零部件耐久性试验失效模式和耐久性里程的更精确推断具有重要意义。     

疲劳／断裂加速试验载荷谱编制的损伤当量折算方法

提出了疲劳／断裂加速试验载荷编制的损伤当量折算方法，使用方法编制的加速试验载荷谱能大大压缩试验时间，并保证加速谱与原谱对构件造成的损伤等效，从而使试验结果真实，可靠。     

某轿车前副车架服役载荷模拟试验加速方法研究*

服役载荷模拟试验能准确地预测零部件的疲劳寿命。为节省试验时间,急需开发出一套合理、实用的加速试验方法。重点研究在不具备结构局部应变响应,仅具备外部激励载荷如力、位移、和加速度等情况下的试验加速方法。基于修正Miner准则,以伪损伤保留比例作为小载荷删除准则,并结合疲劳数据编辑(Fatigue data editing, FDE)技术,提出一套便于工程应用的服役载荷模拟试验加速方法。以某轿车前副车架的疲劳试验为例,分别编制伪损伤保留比例为99%、95%和90%的加速谱。综合考虑各加速谱的载荷特征和加速效果,选用95%加速谱、90%加速谱和原始谱分别建立台架试验。试验结果表明两种加速谱在有效节省试验时间的同时,均获得了与原始谱相同的试验结果,且90%加速谱的加速试验效果更为显著。本方法便于工程应用,可为其他汽车零部件的服役载荷模拟试验提供参考。     

轿车轮毂轴承耐久性试验载荷谱设计

为了满足加速寿命试验准则和有效缩短台架试验的时间，提出了通过改变侧向加速度的使用率，在保持侧向加速度最大值不变的前提下。设计轿车轮毂轴承耐久性试验载荷谱的思路。     

一种新的加速耐久性试验谱编制方法

试车场实测载荷谱中含有大量的低幅值载荷,在进行载荷谱编辑处理时存在许多小载荷删除准则,而这些准则往往仅考虑小载荷是否造成损伤。考虑到低幅值载荷的强化效应,提出了一种新的小载荷删除准则。应用该准则对试车场实测载荷谱进行编辑处理,生成了加速谱。从幅值域(穿级计数、雨流计数),损伤域(损伤保留、雨流循环损伤分布),频率域(冲击响应谱、频域疲劳损伤谱)多方面对原始谱和加速谱进行了对比分析,结果表明该方法在保留损伤,保证损伤载荷分布特征和频域特征的基础上实现了加速,加速谱可代替原始谱进行耐久性试验。通过建立整车台架试验,验证了该耐久性试验载荷谱编制方法的可行性。     

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。     

加速试验技术的研究、应用与发展

高可靠长寿命已经成为装备发展,特别是重大装备和重大工程的发展目标和紧迫需求,对传统的可靠性技术提出了新的挑战。作为保障装备高可靠长寿命的有效手段,加速试验技术成为目前的研究热点。在加速试验应用需求分析的基础上,提出加速试验的技术体系,对目前加速试验的研究与应用现状进行综述和分析,最后对我国发展加速试验技术提出对策思考。     

加速疲劳试验的疲劳编辑技术

疲劳编辑技术可用来预估零部件疲劳测试周期,浓缩载荷信号以加速在实验室里用单通道、、多通道等技术进行的疲劳耐久性试验。结合一个实例介绍了多种工程上常用的疲劳编辑技术的思路及特点。     

轿车变速箱齿轮磨合次数对疲劳寿命影响的试验研究

为了使相同尺寸规格的变速箱满足不同型号车辆对变速箱强度的不同要求，也为了合理设置变速箱齿轮的磨合次数，以达到最佳强化效果，对某型轿车变速齿轮的磨合次数进行初步研究。在试验的基础上，给出该变速箱齿轮低载强化的最佳磨合次数，并总结出该齿轮在交变载荷下不同磨合次数的疲劳寿命增长规律。有助于提高轿车变速箱齿轮的疲劳寿命，也为进一步制定轿车变速箱齿轮的磨合规范提供技术依据。     

高速列车车体加速寿命试验载荷谱编制及分析

铝合金车体是高速列车的关键核心部件,设计中需要满足超长疲劳寿命要求。工程中,为避免实际运行中发生疲劳失效,同时降低试验成本,常采用加速寿命试验方法。采用车辆系统动力学方法计算获得车体随机载荷谱,对载荷谱进行处理,得到载荷频次图;基于FKM标准,编制三种载荷比下1×10⁷次循环对应的车体加速载荷谱;采用有限元法,分别施加三种载荷比条件下的载荷谱,得到对应的加速系数;分别采用线性及非线性损伤累积理论,分析载荷块谱的加载顺序对车体损伤累积的影响。得出结论：在原始载荷谱和加速载荷谱作用下,车体结构各点疲劳损伤均小于1,满足设计要求;分别提高载荷比至P=1/3和P=2/3,对应的加速系数为12.75和218.65;载荷谱加载顺序对车体疲劳累积损伤有影响：以P=2/3为例,高-低顺序载荷谱循环632次时,损伤值累积达1,而对应相同的损伤值,低-高顺序载荷谱仅需要循环614次。结果表明车体承受载荷存在低应力幅占优的特点,即低-高加载顺序具有更好的加速效果。对车体加速寿命试验载荷谱的编制及分析方法研究,为车体台架疲劳试验提供理论依据及科学指导。     

蜗杆传动的加速疲劳试验方法研究

基于疲劳寿命损伤理论,通过分析各级载荷对疲劳寿命的贡献,对零件损伤小的载荷,将其部分使用次数按其他载荷等级的频度分配。利用Ansys软件对蜗轮蜗杆进行动态分析,得到齿面接触应力结果;在n Code疲劳分析软件联合有限元分析结果与循环载荷时间历程,计算蜗轮蜗杆的疲劳损伤,通过试验进行验证。给出具体的计算方法,就蜗轮蜗杆的加速可靠性及可行性进行分析。     

基于低载强化的悬架弹簧耐久性评价

以某轿车后悬架弹簧为对象,研究室内快速耐久性试验与耐久性里程之间的关系,对悬架弹簧的耐久性进行评价。将低载强化理论引入某试车场强化的比利时路面载荷谱组合谱的损伤分析过程中,处于低载强化区间内的载荷提高了零件疲劳强度,根据由此得到新的S—N曲线统计损伤,再结合室内等幅加载疲劳试验,建立室内外试验的当量关系。用传统修正Miner理论与低载强化理论分别对室外耐久性载荷谱进行损伤估计对比分析,验证弹簧的耐久性分析中低载强化的贡献大小。     

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。     

履带车辆加速试验组合道路优化研究

提出一种基于虚拟道路试验技术进行加速试验道路优化组合计算方法。以某型履带车辆为研究对象,通过对履带车辆在虚拟道路上行驶时的虚拟测试,获得履带车辆在使用道路任务剖面内和加速试验道路上的载荷谱,并利用线性规划理论对加速试验道路进行优化组合计算,确定组合道路相对于车辆使用道路的加速系数。结果表明,该组合道路能较准确地等效履带车辆的使用道路,并且能够加速试验过程,可以为履带车辆道路加速试验方案的制定提供一定的参考。     

汽车燃油分配管加速振动试验研究

应用Miner线性累积损伤理论，对汽车燃油分配管加速振动试验进行分析和试验。以试件上应力薄弱部位的响应幅度变化作为控制点，当振动幅度变化为稳态振幅的85％．90％时，作为判定试件振动疲劳寿命的依据，从而确定试件的寿命与载荷强度的关系。通过对某型东风轻卡汽车燃油分配管实例的试验研究，获得加速试验的强化系数K。试验表明，所施加的载荷幅值，完全符合由累积损伤理论给出的加速振动试验公式。该强化系数K的获得，对指导燃油分配管规范试验，具有一定的参考价值。     

基于虚拟试车场的轿车悬架耐久性强化试验仿真研究

汽车产品的耐久性是影响其竞争力的重要因素,同时其开发周期与成本迫切需要在产品概念设计阶段对其耐久性进行控制。针对轿车开发过程中传统悬架耐久性道路强化试验周期长费用高的缺点,以农安试车场各种耐久性强化路面为输入条件,应用虚拟试车场技术(Virtual proving ground,VPG)建立某轿车整车柔性虚拟试车场仿真模型,解决虚拟试车场技术运用中的轮胎模型、橡胶衬套刚度、路面模型和整车模型计算效率等关键技术,分析轿车悬架系统时间历程动应力响应,并与相同工况下的实车耐久性试验结果进行对比,仿真结果与测试结果时域和频域趋势基本一致,验证柔性虚拟试车场技术仿真的悬架系统动应力响应的有效性。在此基础上,实现开发过程中悬架系统耐久性的有效预报。     

低幅载荷对汽车前轴疲劳寿命影响的试验研究

为了探讨基于载荷特性的汽车结构件轻量化设计理论与方法，采用汽车前轴实物物理试验的方法，比较系统地研究某汽车前轴在低幅交变载荷作用下结构疲劳寿命的变化趋势，发现在低于疲劳极限的低幅应力区内存在一个强化载荷区。用强化载荷区内的不同载荷对前轴进行预锻炼，前轴的疲劳寿命有不同程度的提高。既使在高低载荷交替作用的条件下，低载强化效果依然存在。结构的寿命由强度衰减速率和强度提高速率共同决定，而不是仅由损伤决定。     

垫片密封连接综合应力加速寿命试验谱的研究

加速寿命试验是垫片密封连接系统寿命预测和可靠性评价的重要手段。以纤维增强橡胶基垫片——螺栓法兰连接系统为研究对象,分析了密封连接的故障模式;建立了系统故障树,并对其最小割集进行了定性分析;结合系统故障机理分析,确定了加速应力,制定了连接系统综合应力恒加速寿命试验谱;通过试验验证了该试验谱的可行性。