整车道路试验和整车台架试验的相关分析

为了支持整车台架试验,对比台架试验和道路试验的相关程度,本文将NVH的传递途径理论用来制定道路载荷和运动学数据采集方案,分别在时域、频域和损伤域进行了数据和故障模式的对比,证明了整车台架试验可以很好地模拟道路试验,为缩短整车开发周期,在开发阶段发现设计问题提供了一条切实可行的方向.     

路谱台架试验研究

介绍了MTS四立柱道路模拟系统的组成和其核心算法RPC的原理,利用该设备从两个方面来验证路谱输入道路模拟机进行汽车耐久性试验的可行性,一方面,道路高程在道路模拟机上再现的台架试验,另一方面,路面载荷谱输入到四立柱道路模拟机的台架试验,结果表明,路面高程可以精确再现,汽车载荷谱为期望响应的台架耐久性道路模拟试验模拟效果良好。     

车辆悬架零部件载荷谱提取方法研究

优选载荷谱提取方法是提高汽车悬架零部件疲劳性能分析精度的关键.基于此,以某紧凑型SUV和某中级轿车为测试车型,通过实车试验场强化路面和室内振动台架试验采集得到轮心六分力和悬架多个监测部位的加速度、位移响应信号;实测整车参数并在ADAMS软件中建立整车刚柔耦合动力学模型;采用虚拟迭代法和约束加载法对多种振动台工况进行仿真...     

3D数字路面底盘构件载荷分解研究

汽车底盘零部件载荷谱是分析构件疲劳性能的关键要素。传统采用虚拟迭代提取载荷谱的方法存在研发周期长、成本高等缺点。基于此,采集了试验场典型强化路不平度的高程数据,建立3D数字路面模型,开展了试验场典型强化道路试验,得到实车轮心六分力、悬架和车身关键点监测信号;基于ADAMS/CAR建立整车刚柔耦合多体动力学模型,并通过室内台架试验依次对整车模型和轮胎模型进行校验;采用3D数字路面法和虚拟迭代法开展整车多体动力学仿真,并将仿真数据与实车测试信号从时域、频域、RMS值、伪损伤比和穿级计数等数据统计角度分析对比。结果表明,基于3D数字路面仿真数据精度略低于虚拟迭代法,但两种方法在各典型路面工况下监测信号时域和频域曲线整体趋势基本一致,RMS值相对误差在30%以内,伪损伤比值均介于0.65～1.70,可满足后续疲劳分析的精度要求;3D数字路面仿真能够较为准确的反映强化路载荷工况,在零部件研发初期可进一步提高效率,降低成本。     

基于台架试验的悬架减振器异响辨识研究

针对某车型悬架减振器异响问题,分别进行整车道路及台架试验,获得两者的一致性规律,即减振器活塞杆加速度信号在特定频段内具有相似性。进而对减振器异响台架试验的辨识方法进行研究,提出时域峰谷差值法、分段功率谱RMS值法及基于特征能量小波分析法,并分析比较其优缺点。在此基础上提出并采用基于权重系数的聚类分析法,将单指标刚性矩形判定区域转化为多指标柔性圆形判定区域,减少评判结果因单指标误判导致最终结果误判的概率,可为大批量、不同型号减振器异响辨识及提高鉴别准确度提供参考。     

轿车AMT执行机构室内振动疲劳试验方法

AMT执行机构的振动疲劳可靠性是AMT最重要的性能之一。本文针对轿车AMT建立了其道路载荷谱采集方法,通过合理布置传感器,在襄阳汽车试验场采集了AMT及其执行机构振动载荷谱,并对载荷谱进行了预处理和重复性检验,获取了AMT执行机构振动载荷谱期望响应信号。基于远程参数控制思想,提出了时域和频域误差加权的期望响应信号模拟迭代算法,并对AMT执行机构振动载荷谱期望响应信号进行了模拟迭代,获取了高精度的模拟迭代响应谱,精确再现了AMT执行机构振动情况,建立了轿车AMT执行机构室内振动疲劳试验方法,为室内准确高效考核轿车AMT执行机构振动疲劳可靠性提供了一种行之有效的手段和方法。     

基于实测载荷谱和仿真载荷谱的底盘疲劳分析及对比

由于实测载荷谱存在应用范围小,需要改制骡车进行试验采集,且成本较高的特点,从而促进了基于虚拟路面的仿真载荷谱获取技术的发展,仿真载荷谱既不受骡车限制,且成本也低。以实测载荷谱为基准,验证了基于3D虚拟路面的仿真载荷谱的精确性和实用性。建立某试验场共振路2的3D虚拟路面和某车型整车多体动力学模型,获得仿真载荷谱;将六分力传感器实测的载荷谱与仿真载荷谱进行时域、频域和损伤的对比,验证了仿真载荷谱的精确性;对底盘部件疲劳仿真分析下的损伤进行对比,发现两种载荷谱下的疲劳损伤分布趋势完全一致,摆臂与转向节的最大损伤比值分别为1.79和2.43,验证了3D虚拟路面和整车多体动力学模型构建方法的正确性,以及基于3D虚拟路面提取的疲劳载荷谱的工程实用性。     

道路模拟试验技术在新能源汽车开发中的应用研究

目前,道路模拟试验技术是车辆耐久性开发过程中重要的手段之一,通过在试验场采集道路载荷谱,利用液压伺服多通道道路模拟试验台架和RPC远程参数控制技术进行迭代,得到用于驱动台架试验的路面激励信号,在此基础上进行整车耐久试验,并与试验场耐久试验车辆进行比较得出车辆考核一致性结果,由此大大缩短验证及开发时间。该研究将通过实际的项目来介绍道路模拟试验技术在新能源汽车开发中的应用。     

基于实测载荷谱的车架结构仿真优化方法及应用

为解决某型车辆在试验过程中出现的车架开裂问题，提出一种基于实测试验载荷谱与数值仿真分析相结合的车架结构优化方法，并在试验中得到应用验证。主要内容包括：建立集六分力传感器、加速度传感器、位移传感器、应变传感器为一体的多通道数据采集系统，获取实际行驶试验底盘载荷谱原始数据，利用零点漂移、去趋势项、去噪等信号处理技术得出载荷谱分析数据，采用定性与定量相结合的方法分析车架结构开裂的故障原因。建立车架有限元仿真模型，基于试验载荷谱分析数据，在不影响整体结构的基础上提出优化方案，计算比较优化前后的车架结构在典型受力工况下的力学特性，保证优化后受力满足要求。利用RPC迭代技术，基于实测载荷谱数据迭代计算得到响应驱动信号，应用于整车道路模拟试验台，开展台架试验，验证车架设计优化的有效性。最后对优化后的车架进行完整的可靠性行驶试验，结果表明：优化后的车架未发生故障且满足可靠性指标。该研究以解决实际问题为出发点，为整车高可靠性设计技术提供了有效、可行的方法。     

"双时域四谱"法在振动信号分析中的应用

准确地提取各种典型故障的振动信号的时频域特征是进行机械故障诊断的关键．为了综合提高诊断能力,突出信号特征,本文介绍了一种信号分析与故障诊断新方法,该方法以“双时域四谱”综合诊断法为理论基础．具体应用双时域（原始时域和包络时域分析）和四频域（功率谱分析、细化谱分析、解调谱分析、倒频谱分析）的振动诊断方法,综合各自的诊断优势,对用特征振动信号进行诊断的问题进行了研究,并阐述了这些方法的特点和功能．     

多点平稳随机载荷识别方法研究

根据矩阵谱分解的思想,提出多点任意相关的随机载荷识别方法.鉴于响应功率谱矩阵和激励功率谱矩阵具有相同的秩且为非负定,首先推导完全相干的功率谱矩阵的识别方法,将任意相干的激励功率谱矩阵进行谱分解成完全相干的功率谱矩阵之和,利用响应信息识别分解后的完全相干功率谱进而完成对激励功率谱的识别.该方法具有较高的识别精度.针对求解逆问题中的适定性进行了讨论,指出病态的原因并运用条件数权重法,该法能在一定程度上减轻病态,提高识别精度.通过实验和仿真验证上述方法的正确性.最后对提高识别精度提出了建议.     

汽车动力总成悬置耐久性模拟试验研究

探讨了悬置道路模拟实验中频响函数的建立和路谱迭代方法。以某款轿车的发动机液压悬置为研究对象,在试验场采集了悬置的道路载荷谱。通过基于远程控制参数技术（RPC）对发动机悬置道路载荷谱进行了重构,重构的道路载荷谱达到了预期的精度要求。论述了建立悬置路谱模拟试验的总载荷序列的方法。应用文中的方法,在MTS831试验台架上对液压悬置进行了道路模拟耐久性试验,试验结果表明,所采用方法可成功用于悬置耐久性试验。     

石油钻机井架载荷谱的编制

载荷谱是进行机械结构强度试验和疲劳损伤研究的重要依据,而井架本身承受随时间变化的动载荷作用,加之各钻井工况承载变化不一,建立符合钻井实际的载荷时间历程成为进行瞬态分析和疲劳损伤研究的需要。通过实测钻机井架在钻探过程的大钩载荷,运用极值统计分析方法,建立最大载荷概率分布模型,运用疲劳载荷谱的编制方法,完成了井架正常钻探时的载荷时间历程的编制,并获得了可用于试验加载的程序载荷谱。编制的程序载荷谱包含了所有钻探作业工况,反映了井架真实承载环境,可用于钻机井架的瞬态分析和疲劳损伤研究,并大大简化了计算过程,提高了井架动力分析的可靠性。     

非线性渐变刚度钢板弹簧疲劳分析载荷谱编制方法

提出了一种适用于非线性渐变刚度钢板弹簧疲劳可靠性分析评价的载荷谱编制方法。在ANSYS中建立考虑非线性接触的钢板弹簧总成有限元模型并根据台架试验结果进行参数识别,获得了簧片上任意点应力与形变之间的非线性对应关系。在试验场采集获得钢板弹簧在强化路面下的加速度信号,通过处理,获得了板簧弧高随时间变化的信号。结合应力与弧高的对应关系以及弧高随时间变化的信号,精确获得了强化路面下钢板弹簧疲劳热点区域的应力载荷谱。采用雨流计数法对编制获得的载荷谱进行分级计数并依此为基础对疲劳热点进行可靠性分析,预测结果与道路试验相吻合。     

基于统计能量法的高频集中载荷识别的理论与试验研究

提出了基于统计能量分析理论的结构高频载荷识别方法,根据载荷位置是否确定以及子系统响应的完备性,讨论了3种情况下多子系统受载结构的输入功率识别方法,导出了识别的一般理论公式。给出了常值与线性假设条件下,由子系统输入功率到载荷功率谱的反演理论方法。对一个三板串联耦合系统进行了统计能量分析建模与集中载荷识别试验研究。结果表明,采用文中的载荷识别方法,在3种情况下均能够较好地识别出多个受激子系统的载荷输入功率,基于常值假设下反演得到的载荷功率谱能够较好地描述实测功率谱的变化趋势。     

EEMD在道路载荷谱降噪处理中的应用

针对道路载荷谱实质为非平稳信号的特点,以及经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)降噪存在模态混淆的问题,将集成经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)应用于道路载荷谱降噪处理,并从时域、频域和雨流域同EMD降噪效果进行了分析对比。提出基于EEMD的载荷谱信号降噪计算步骤,给出EEMD计算参数的求取原则,讨论计算参数对降噪效果的影响。结果表明,EEMD可以较好地估算并降低载荷谱信号中的噪声水平,提高信噪比和疲劳循环次数统计精度。     

商用车挡泥板总成失效分析与试验规范制定

针对商用车挡泥板总成失效原因不易获取、释放不易控制等问题,提出了一种基于实测载荷谱的单自由度振动系统疲劳失效解决方案。首先,分析了某商用车挡泥板总成的失效模式、断口形貌和道路载荷谱,确定了其失效类型和系统模型,通过数据分析得到该挡泥板总成可简化为单自由度振动系统,其等效刚度为固定螺栓和挡泥板支架的串联刚度。然后,分析了车架（挡泥板总成安装位置）和挡泥板支架尾端处Z向加速度功率谱密度(power spectral density,PSD)以及两者之间的频响函数和相干系数,得到了挡泥板总成的工作模态。最后,为提升挡泥板总成的质量,基于冲击响应谱（shock response spectrum, SRS）和疲劳损伤谱（fatigue damage spectrum, FDS）制定了挡泥板总成耐久试验规范。结果表明：当频率f =22.0 Hz时,挡泥板总成的响应最大,车架的Z向加速度功率谱密度较小,且两者之间的相干系数仅为0.6,说明挡泥板总成失效主要是因为其自身的某阶模态被激励;当挡泥板总成的主要工作模态为第3阶模态（f=22.26 Hz）时,其振型为反相位上下摆动,与测试结果相符;基于挡泥板总成耐久试验规范的台架试验科学地复现了挡泥板总成的失效模式,验证了试验规范的合理性。后续试验跟踪显示,改进后挡泥板总成的失效率大幅降低,售后反馈良好。研究表明该解决方案可大幅缩短新产品的开发周期,实现了改进产品和后续新产品的快速释放。     

动态载荷识别位置优化的传递函数相干法

利用多自由度动力学原理对频域载荷识别方法进行分析,对传递函数病态性进行了研究,分析了动态载荷识别方法中响应点位置对传递函数病态性及载荷识别结果的影响.为降低载荷识别误差特别是结构共振频率下的识别误差,基于传递函数的相干分析定义了传递函数相干因子,并提出以最小传递函数相干因子为目标的动态载荷识别位置优化的传递函数相干法....     

汽车电器系统振动模拟试验可靠性寿命研究

为研究某汽车电器系统可靠性寿命,采用一种与用户相关的汽车试验场试验新规范开展试验场道路试验,利用加速度传感器法,采集试验场道路谱。对采集的道路谱作强化处理,利用处理后的数据驱动汽车电器系统振动模拟试验,并运用图估计法分析模拟试验结果,建立此车型电器系统振动模拟试验可靠性寿命曲线图。结果表明,利用寿命曲线图计算汽车电器系统寿命里程,能大大缩短试验周期,具有一定的实际运用价值。     

空间结构三维风时程模拟及其小波分析

基于谐波叠加法和快速傅里叶变换提出改进方法,用于大跨空间结构的三维相关风速时程模拟。风速功率谱被分解为频率谱函数和相干函数;研究表明在空间三个方向上模拟风速功率谱皆收敛于目标风谱。小波分析在时域和频域上同时具有良好局部化特性。使用小波技术对模拟的风速时程进行时频分析,利用离散小波变换分解和重构风速时程,用小波系数描述风速信号特性。采用最大熵值法减少风速时程分析在时频域上的信息损失并提高效率。计算显示,改进方法速度快、精度高,弥补了传统手段模拟空间结构三维风速时程耗时冗长、精度低的缺陷,小波分析在风速时程分析中具有理想的可靠性和保真性。