一种新的考虑伪损伤保留的道路载荷模拟试验加速方法

试车场实测载荷谱含有大量的低幅值载荷,为删除小载荷进而加速试验,传统的载荷谱编制方法一般是基于应力应变的损伤编辑,而工程实际中应力应变信号往往很难获得。考虑到这种情况,提出了一种新的基于伪损伤保留的小载荷删除准则。针对某轿车前副车架的疲劳试验,应用该方法对其原始载荷谱进行编辑处理,生成伪损伤保留比例为90%的加速谱,从时域、幅值域和频率域三方面对原始谱和加速谱进行对比分析,结果表明该方法在保留载荷的损伤特性,保证载荷谱的统计特征、雨流矩阵特征和频率特征一致性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。最后建立台架试验,试验结果表明加速试验在有效节约试验时间的同时实现了与采用原始载荷谱试验的结果一致性,并验证了提出的耐久性试验载荷谱编制方法的合理性。     

基于实测载荷谱的摩托车车架虚拟振动试验研究

以某款摩托车车架为研究对象,在试验场强化路面上采集载荷谱,并对原始数据进行滤波和压缩等处理。基于实测载荷谱,利用摩托车两通道道路模拟试验台,以实测载荷谱为初始输入进行等效迭代,得到近似实际路面的激励谱。利用CATIA三维建模软件和ADAMS多体动力学仿真软件,建立某摩托车车架刚柔耦合虚拟试验平台;以提取的激励谱为输入进行仿真分析,并结合道路模拟试验结果进行仿真结果验证,从而建立了基于实测载荷谱的摩托车车架虚拟振动试验方法,为摩托车车架结构设计改进和性能考核与评估提供了一种行之有效的手段和方法。     

整车室内道路模拟试验用载荷谱的编制方法研究

室内道路模拟试验中,将试验场实测载荷谱编制成可行有效的试验用载荷谱是十分关键的。提出一套整车室内道路模拟试验用载荷谱的编制方法,包括试验场实测载荷谱的选取和试验用载荷谱的加速。对于试验场实测载荷谱的选取,传统方法大多基于载荷谱的损伤而选取中值损伤谱。从载荷谱的数值统计特征出发,提出一种基于各路段最小标准差谱组合的试验场实测载荷谱选取新方法,并阐述最小标准差组合谱(Concatenation of multi-sections minimum standard deviation spectra,CMSD)的构造方法与流程。以试验场实测载荷谱为基础构造出CMSD,损伤分析结果表明CMSD近似为均值损伤谱,具有一定的代表性。对于试验用载荷谱的加速,采用时域信号压缩的方法对CMSD进行加速处理,生成加速谱。以加速谱为目标谱进行整车耐久性试验,试验中出现了与汽车试验场一致的失效模式,验证了该套方法的可行性。该套方法可为其他车型的整车室内道路模拟试验用载荷谱的编制提供一定的参考。     

汽车变速器疲劳寿命的研究与发展综述

为了进一步推进汽车变速器疲劳寿命研究的发展,根据汽车变速器疲劳寿命研究方法的特点和应用状况,分别从变速器的载荷、变速器的疲劳试验和变速器的寿命预测3个方面对变速器寿命的研究进行了综述,为以后的研究提供参考。针对变速器载荷谱的编制,分析总结了现有的变速器载荷谱编制方法,其结果表明:程序载荷谱的编制是变速器载荷谱编制最准确有效的方法,但是现有的程序载荷谱并不能满足所有变速器寿命预测的要求;对于不同载荷谱作用下的疲劳试验,分析了每种试验的加载和试验结果,其结果表明:基于程序谱加载的疲劳试验能很好地模拟变速器的实际工作过程,试验结果最为准确;通过分析对比变速器寿命预测的几种常用的方法,其结果表明:概率疲劳寿命预测可以为变速器的研发和维修提供更全面的数据,是未来研究的重点。最后针对变速器载荷谱编制、虚拟试验和变速器疲劳数值仿真等,提出了其可能的研究热点和方向。     

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。     

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。     

载荷发生频次和超载迟滞的耐久性载荷谱编制方法研究

国内所编制的所有型号飞机的载荷谱,均是代表机队平均使用情况的疲劳载荷谱,而未编制耐久性载荷谱,解决这些问题无论是对我国新一代飞机的研制,还是对旧型飞机使用延寿都迫在眉睫。本文在研究与总结现有载荷谱编制方法及载荷谱处理的关键技术基础上,提出了两种耐久性载荷谱的编制方法:1)对各级载荷发生频次进行概率统计,增大各级载荷发生频次,进而形成较为严重的耐久性载荷谱,即基于载荷发生频次的耐久性载荷谱编制方法; 2)将载荷谱中的高载降低为较低级载荷,削弱其对后续小载荷的迟滞效应,使得所编制的载荷谱偏严重,即基于超载迟滞效应的载荷谱编制方法。根据上述两种耐久性载荷谱的编制思想,编制了基准载荷谱和两种耐久性载荷谱,并对这两种载荷谱进行对比试验。通过试验结果证明,本文提出来的两种编制方法均可以达到预期的严重效果,满足耐久性载荷谱的编制要求。     

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。     

重型商用车转向节臂疲劳试验研究

转向节臂是重型商用车转向节的关键零部件,其疲劳性能直接影响整车的可靠性和安全性。对转向节臂疲劳试验输入载荷谱的确定和台架试验进行了研究。通过标定转向直拉杆和采集典型转向工况实车载荷谱确定了转向节臂疲劳试验的输入载荷。根据采集到的载荷谱和疲劳累积损伤等效原则制定了转向节臂疲劳试验输入载荷谱,并据此进行了转向节臂的疲劳性能验证试验。疲劳试验有效验证了转向节臂的疲劳性能,找出了可能出现失效的部位,为转向节臂的改进提供了依据。最后对改进过的转向节臂进行了疲劳性能的台架试验验证。     

结构载荷加重系数对疲劳裂纹扩展寿命的影响

介绍飞机结构载荷加重方法,通过经典疲劳裂纹扩展公式推导出载荷加重系数与寿命之间的关系。规划了变幅载荷谱和常幅谱两种谱型,分别通过载荷加重系数(1.05、1.1、1.15、1.2、1.3、1.4)在两种类型的试验件上进行试验验证。试验结果表明:在常幅载荷下,预测结果与试验结果吻合很好;变幅载荷谱下的结果虽没有常幅载荷下的结果理想,但误差范围比较小。通过载荷加重,能够大量缩短试验时间,并通过有效关系导出原谱下的裂纹扩展寿命。     

挖掘装载机驱动桥总成疲劳性室内模拟试验方法研究

台架试验是考核挖掘装载机驱动桥疲劳可靠性的重要手段,但是台架的加载模式和试验载荷谱的选择关系到试验结果与实际工作情况是否相符。论文对挖掘装载机驱动桥试验方法进行了研究,对现场采集的载荷谱进行编辑整理成为4级载荷谱,依此做为试验载荷谱对QSWZ30转向驱动前桥进行了台架试验,通过对试验结果的统计计算,验证了该试验方法的有效性。     

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。     

车下设备承载结构疲劳试验载荷谱编制方法*

提出多载荷时间历程的外推方法,给出车下设备承载结构疲劳试验载荷谱编制方法。基于载荷时间历程的雨流计数矩阵,利用二维核密度估计方法(Kernel density estimation, KDE),提出在多载荷时间历程输入条件下的外推方法;应用平均应力修正公式、累积损伤理论和等效损伤准则,根据外推载荷数据,给出疲劳试验程序谱的编制方法;结合动车组车下设备线路测试数据对外推方法进行验证,编制了车下设备承载结构疲劳试验程序谱,并分别使用疲劳试验程序谱和振动测试数据对承载结构进行疲劳强度计算。数据外推结果表明：多载荷时间历程外推方法计算的损伤与实际载荷损伤误差为3.6%,大的扩展倍数下KDE可以给出低周、大幅值载荷;疲劳强度计算结果表明：由于KDE外推产生了大幅值载荷,疲劳试验程序谱计算的损伤比振动测试数据计算的损伤增加了43.8%,所以,在进行疲劳试验载荷谱编制时,需要计算可能出现的大幅值载荷。此研究为其他结构程序载荷谱的编制提供借鉴案例。     

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。     

整车道路模拟试验载荷谱编制的最佳加速限值方法研究

整车室内道路模拟试验已成为整车高品质、高效率开发的重要手段,但在道路模拟试验载荷谱编制方面尚未形成比较统一的编谱准则。本文应用时域损伤编辑法对某整车试验场实测载荷谱进行了编制,分别构建了不同损伤保留比例下的多种加速谱。通过研究加速谱的时间缩短比例、损伤衰减速率和载荷特征(时域、幅值域和频率域特征)变化趋势,提出了基于载荷特征变化和相对变化速率(相对变化速率=损伤衰减速率/时间缩短速率)控制的载荷谱编制的最佳加速限值准则。提出了依据最佳加速限值准则编制试验载荷谱的流程,并应用所提出的流程对试验场各典型工况载荷谱进行了编制,加速谱节省了近48%的试验时间。最后应用所编制的加速谱建立了整车道路模拟试验,达到了较好的载荷谱模拟效果,验证该方法的合理性。     

服从正态分布随机载荷作用下齿轮弯曲疲劳试验研究

根据齿轮传动过程中普遍承受的高斯分布载荷谱,编制了试验用随机变幅疲劳载荷谱,在MTS电液伺服疲劳试验机上利用成组试验方法完成了该随机载荷作用下全寿命齿轮弯曲疲劳试验,得到了特定变差系数高斯分布载荷谱下齿轮弯曲强度的R-S-N曲线。试验结果证明,随机变幅疲劳试验得出的轮齿疲劳寿命低于由疲劳载荷上限值取为载荷谱均值的恒载荷疲劳试验得出的疲劳寿命,因此,如果采用后者的试验结果去估算实际服役中的齿轮的弯曲疲劳寿命是非常危险的。对随机载荷下的齿轮设计的疲劳极限的理论值进行了预测,并与试验结果进行了比较。结果表明,理论分析结果与试验结果基本相符。     

基于时域损伤编辑法的整车道路模拟试验谱编制

整车道路模拟试验需要真实再现车辆的服役载荷,传统的载荷谱编制方法已无法满足其对试验谱的要求,因此急需采用一种能完好保留服役载荷特征的试验谱编制方法。通过分析比较几种常用的编谱方法,发现时域损伤编辑法可在完好保留服役载荷各项特征(幅值、频率、加载次序和多通道相位)的同时,实现试验时间的缩短,是适用于道路模拟试验的一种有效的编谱方法。以某轿车试验场实测载荷谱为基础,应用该方法生成了试验加速谱。从幅值域和频率域对加速谱的有效性和合理性进行了理论验证,发现加速谱在缩短试验时间的同时,完好保留了原始载荷谱的损伤值和各项特征。最后,应用该试验谱建立了整车耐久性台架试验,试验结果与汽车试验场试验相一致,进一步验证了该方法的正确性。     

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。     

装载机驱动桥疲劳试验扭矩载荷谱的编制方法

以装载机前驱动桥疲劳试验扭矩载荷谱的编制为例,将各种工况实测有效数据雨流计数统计的结果按比例系数进行工况合成,并采用雨流矩阵法对合成工况载荷谱外推,得出驱动桥的全寿命扭矩载荷谱,以此为基础编制了前驱动桥疲劳试验和强化疲劳试验的加载谱。编制出的驱动桥疲劳试验扭矩载荷谱能更加有效地反映装载机实际作业情况,为装载机传动系的抗疲劳设计和疲劳寿命预测提供了依据。加载一个需用10. 3 h的强化疲劳试验加载谱块,相当于装载机实际作业609. 2 h,加快了驱动桥总成疲劳试验的进程。     

装载机工作装置载荷数据模型与载荷谱编制

为了研究装载机工作装置载荷数据模型和载荷谱特性,以动臂板上截面弯矩为中间变量,确定工作装置当量外载荷.以LW900K装载机实测铰点载荷为依据,建立了核密度估计和参数分布估计两种当量外载荷数据模型,编制了疲劳试验载荷谱并进行了损伤验证.核密度估计模型和参数分布模型都能够获取工作装置载荷谱,参数分布模型载荷谱损伤结果明显偏...