整车载荷相关性分析方法与道路模拟试验优化应用

整车多通道道路模拟试验是快速验证服役条件下车辆结构强度的重要试验方法,如何准确、高效地模拟车辆复杂结构多通道随机载荷谱是试验的关键难题.提出了基于载荷相关性分析的整车多通道载荷谱模拟的通道优选与调控方法.以试验车辆试验场实测载荷谱数据为基础,基于载荷谱频域相干系数分析方法,研究了在试验场特定道路工况条件下轮心六分力载荷谱与整车结构关键部位应变谱的相关性,总结了试验场特征道路工况下的轮心六分力损伤主导载荷谱,确定了迭代试验中多通道载荷模拟的优先级,实现了载荷模拟工作的降维.最后依据以上方法建立了整车多通道道路模拟试验,达到了较好的载荷模拟效果.论文研究成果可为整车及关键零部件多通道道路模拟试验的高效执行提供一定的借鉴.     

整车载荷相关性分析方法与道路模拟试验优化应用

整车多通道道路模拟试验是快速验证服役条件下车辆结构强度的重要试验方法,如何准确、高效地模拟车辆复杂结构多通道随机载荷谱是试验的关键难题.提出了基于载荷相关性分析的整车多通道载荷谱模拟的通道优选与调控方法.以试验车辆试验场实测载荷谱数据为基础,基于载荷谱频域相干系数分析方法,研究了在试验场特定道路工况条件下轮心六分力载荷谱与整车结构关键部位应变谱的相关性,总结了试验场特征道路工况下的轮心六分力损伤主导载荷谱,确定了迭代试验中多通道载荷模拟的优先级,实现了载荷模拟工作的降维.最后依据以上方法建立了整车多通道道路模拟试验,达到了较好的载荷模拟效果.论文研究成果可为整车及关键零部件多通道道路模拟试验的高效执行提供一定的借鉴.     

轻型客车综合可靠性试验方法研究

整车道路强化试验是模拟客户的实际使用状况、进行产品开发验证的重要手段之一。运用汽车道路载荷谱技术和CAE技术,建立了客户道路载荷谱,优化了试验场道路里程比例分配。在优化的基础上,制订了新的道路试验规范,达到更好地模拟客户实际使用状况目的。     

ZY-1A型摩托车驱动桥试验载荷谱研究

在进行摩托车驱动桥可靠性试验时,因摩托车驱动桥在我国目前尚没有相关的国家标准或是行业标准,如何真实客观地对其进行评价一直缺少相关的依据。通过对ZY-1A型正三轮摩托车驱动桥在典型路面上的道路载荷谱进行测量和研究,分析总结了道路试验载荷谱的编制方法,并应用该方法建立了ZY-1A型正三轮摩托车驱动桥的可靠性试验载荷谱。通过在MTS零部件试验系统上应用道路试验载荷谱完成摩托车驱动桥垂直弯曲疲劳试验的方法,实现了摩托车驱动桥室内模拟试验。     

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。     

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。     

道路模拟试验随机谱加窗重构方法研究

运用损伤编辑理论可对道路模拟试验随机谱进行编制,达到删除小载荷实现加速试验的目的。但较少文献涉及如何光滑连接并重构删除小载荷后的保留载荷片段这一关键技术问题。提出一种基于信号加窗重叠的道路模拟试验随机谱连接与重构方法。对比了几种常用窗函数对实测随机谱的连接重构效果,发现汉宁窗不仅可有效解决两段信号的光滑连接重构问题,同时也不会引入极值载荷。以某整车试验场实测载荷为数据基础,结合时域损伤编辑法运用加汉宁窗方法构建了试验加速谱,从幅值域和频率域对加窗谱的有效性和合理性进行了理论验证,发现加窗谱完整的保留了未加窗谱的损伤值且两者的功率谱密度曲线高度重合。最后,应用该加速谱建立了整车道路模拟试验,试验响应谱与目标谱达到了高度一致,验证了该方法的有效性。     

轿车后滑柱总成随机谱疲劳试验

根据轿车在道路上采集的目标载荷谱,对其进行编辑处理,得到试验的期望载荷谱,把后滑柱总成安装在试验台上,在试验室内模拟后滑柱总成在道路上垂向运动情况,再现后滑柱总成道路载荷,考核后滑柱总成的疲劳寿命,探究后滑柱总成台架试验和整车道路试验的相关性,达到快速验证后滑柱总成的疲劳寿命,加快产品开发步伐,提升和改进产品质量的目的。     

轿车摆臂加速模拟试验研究

以某型轿车摆臂为研究对象,采集摆臂试车场道路载荷谱并对其进行统计分析,在传统载荷谱编制方法基础上,考虑结构的低载强化特性,提出一种包含强化效果载荷的编谱方案,并通过试验验证,在试验过程中自制加载谱的零件失效形式与标准加载谱基本一致,同时可减少试验频次,能够更快速地模拟出汽车零/部件实际受载情况,试验加速效果明显。     

基于道路模拟激励谱的AMT执行机构虚拟振动试验方法研究

AMT执行机构的振动疲劳可靠性是AMT最重要的性能之一,为对AMT执行机构的振动疲劳可靠性进行准确高效的分析和评价,在东风汽车试验场采集了AMT及其执行机构实际道路行驶载荷谱,结合开发的AMT执行机构多轴道路模拟试验台,采用时域和频域误差加权系数均为0.5的远程参数方阵控制(RPC)载荷谱模拟迭代方法在室内准确高效地再现了AMT执行机构实际行驶载荷谱,从而提取了道路模拟激励谱。基于开发的AMT执行机构多轴道路模拟试验台,利用HYPERWORKS有限元分析软件和ADAMS多体动力学仿真软件,建立了AMT执行机构刚柔耦合虚拟试验平台,以提取的道路模拟激励谱为输入进行了仿真分析,并结合实际采集行驶载荷谱和室内道路模拟试验结果进行了仿真结果验证,从而建立了基于道路模拟激励谱的AMT执行机构虚拟振动试验方法,为AMT执行机构振动疲劳可靠性考核和评估提供了一种行之有效的手段和方法。     

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。     

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。     

道路模拟试验载荷谱的采集、处理与应用

对实测的某型越野车辆在试验场采集的载荷谱,应用随机振动和谱分析理论等进行了剔除异常点、消除趋势项、平稳性检验、样本选择和低通滤波等处理,然后基于雨流统计对载荷谱进行了压缩,对压缩后的雨流均幅值矩阵进行了强化外推和基于目标关联模型的比例叠加,最后对叠加后的雨流均幅值矩阵进行了时域重构,得到了用于试验室的道路模拟试验目标载荷谱,为进行试验室车辆道路模拟试验奠定了技术基础.     

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。     

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。     

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。     

大型铸造起重机金属结构程序疲劳试验研究

本文通过实测并经统计分析得到一台铸造起重机随机疲劳载荷谱，编制了程序加载谱和强化加载谱。对所设计的一组模型主梁作了程序疲劳试验和不同强化倍数的强化疲劳试验，预测了该产品的工作寿命，证实了程序疲劳试验应用于偏轨箱形主梁的工程应用价值     

多轴载荷作用下减振器耐久性试验载荷谱编制

传统的减振器耐久性试验只考虑减振器的垂向载荷,对于水平力的加载没有统一的标准,导致试验结果不准确,针对该问题,结合实测用户道路载荷,提出了一种考虑多轴载荷作用的载荷谱编制方法。为了分析某型轿车出现减振器失效漏油的原因,采用低频信号叠加高频信号的方式构建载荷谱,运用半功率带宽法和最大线速度原理确定低频及高频信号,并进行了垂向力及水平力同时加载的减振器台架耐久性试验。试验结果表明,在水平力作用下减振器寿命受到较大影响,且失效里程与调查结果基本吻合,由此说明所编制的耐久性试验载荷谱能够较为准确地复现减振器的实际工作情况,可为减振器的设计和改进提供技术支持。     

确定Corten—Dolan疲劳损伤公式指数d的试验方法探讨

近来的研究表明，Ｃｏｒｔｅｎ－Ｄｏｌａｎ损伤公式中的指数ｄ可能不简单地是一个材料常数，它不但与材料有关，而且还与载荷谱的汪洋有关，不同的载荷谱将对应不同的ｄ值。ｄ值可由二级循环载荷的程序疲劳试验来确定。本文依据Ｃｏｒｔｅｎ－Ｄｏｌａｎ公式的导出原理，探讨了应用二级循环载荷的程序疲劳试验确定Ｄ值的具体方法，提出子确定二级循环载荷参数的原则。最后给出应用二级载荷程序试验法确定Ｄ值的具体。结果表明，应用     

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。