用户关联的驱动桥试验场耐久性试验规范研究

为实现驱动桥用户与试验场耐久性之间的关联,提出了基于用户和试验场道路实测数据制定试验场耐久性试验规范的方法。以采集的用户扭矩载荷为基础,结合挡位和转速等信号,基于旋转雨流计数和非参数核密度估计方法,预测了用户在不同挡位下驱动桥Total（包含轴载荷和齿载荷）载荷分布模型。关联试验场各个特征工况的系数损伤矩阵,建立了“用户试验场”多目标优化模型。运用带精英策略的非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）,以试验场实际使用情况为依据设置约束条件,求解了多目标优化模型并选取出了最优解。从载荷相对损伤和载荷分布角度,验证了优化模型解的有效性。研究结果表明：所制定的试验场试验规范其总里程约为46 133.3 km等效于用户实际行驶200 000 km,路面强化系数为4.34。本研究为更加有效地制定驱动桥试验场耐久性试验规范、合理评价整车及其零部件耐久性与可靠性提供了参考及依据。     

基于非参数核密度估计法的车辆大数据服役载荷外推方法

提出了基于非参数核密度估计法的用户使用习惯特征统计方法和车辆全寿命周期服役载荷外推方法.以某型宽体轻客的全国大范围用户使用习惯数据调研和道路载荷谱大数据采集为基础,运用非参数一维核密度估计法,研究了90％分位下用户使用习惯典型特征的统计方法.运用非参数二维核密度估计法结合蒙特卡罗仿真,研究了基于用户道路实测载荷的车辆全...     

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...     

基于核密度估计的单轨车辆构架载荷谱外推

车辆构架疲劳寿命预测准确性受动载荷谱完整性的影响,但线路实测的载荷数据具有短时与局部特征,为了准确预测疲劳寿命需要将短期样本数据外推至全寿命周期范围,本文以单轨车辆转向架构架为分析案例。首先,采用基于自适应带宽的核密度估计方法对实测载荷谱进行概率密度估计,其次,通过蒙特卡洛模拟算法实现了载荷谱外推;最后,基于核密度外推后的载荷谱对构架进行疲劳寿命分析。分析结果表明,与传统线性外推的数据相比,基于核密度估计外推的载荷谱评估结果更加安全,更有利于保障车辆的安全运行。     

宽带随机载荷下的疲劳寿命统一模型

针对宽带随机载荷下的疲劳寿命预测精度不足的问题,提出以变参数Weibull模型描述载荷峰值概率密度,而非以修正概率密度的误差函数的方式对疲劳寿命进行预测。首先,给出了一般宽带载荷峰值理论概率密度,用变参数Weibull模型实现了概率密度由窄带Rayleigh分布向宽带Gauss分布转变,并讨论了模型参数的范围;然后,根据变参数Weibull模型得到了疲劳寿命预测模型的解析表达;最后,通过实例计算了双峰宽带和连续宽带随机载荷下的疲劳寿命,并与其他疲劳寿命预测模型进行了精度比较。分析表明,所提出的疲劳寿命预测模型精度理论误差为9.68%,试验误差为12.5%,完全满足工程需要,本方法与Dirlik方法相比应用更方便。     

基于用户道路载荷谱采集的试验场关联研究

可靠性试验是整车研发过程中的重要环节之一。为制定符合用户实际使用情况的试验场可靠性试验规范,本文系统地介绍了一种用户道路与汽车试验场的关联研究方法,分析了关联参数的选取,载荷谱的采集及预处理方法,以及基于疲劳理论的关联方法。通过Excel规划求解,实现分频段计算损伤,将频率信息与雨流计数及损伤值关联起来,解决了传统关联计算中丢失频率信息的不足,使关联效果更加理想。通过对比损伤、频域及雨流域信号,证明了此方法的可行性。     

车辆用户载荷谱试验场关联强化试验方法

研究了某车辆用户用法与试验场强化试验之间的载荷谱关联特性。根据用户损伤与试验场损伤相等的原理,建立车辆在试验场内的耐久性考核试验方法。通过一辆已安装传感器的车辆,采集真实汽车用户和试验场强化路的相关试验数据,应用雨流计数法获得疲劳载荷谱分布矩阵,并计算产生的疲劳伪损伤。利用市场调查统计用户的路面比例和装载质量,结合采集的用户实际使用数据,应用蒙特卡洛方法对汽车用户实际用法载荷谱的疲劳损伤进行仿真计算,确定涵盖90%汽车用户的疲劳载荷谱(雨流循环分级矩阵)。对比用户用法与试验场损伤载荷谱获得试验场强化试验技术参数,制定与试验场强化组合路面、试验里程、试验车速相关的试验方法。实际应用结果表明,该方法可准确预报车辆承载结构的潜在故障,有效缩短试验里程及产品研发周期。     

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。     

基于载荷频率的用户道路与试验场车辆部件损伤关联模型研究

采集并分析中国用户道路和试验场道路的载荷数据。通过统计载荷数据各个频率区间的损伤,建立相应的试验场特征矩阵和用户道路目标矩阵,对等载荷谱和等损伤模型进行比较,建立了一种基于载荷频率损伤的等损伤模型。从而得到用户道路与试验场的损伤关联模型,匹配不同路型循环次数,得到了试验场最佳试验规范。为准确地建立符合用户道路特征的试验场规范提供了参考和技术依据。     

基于核密度估计的实时剩余寿命预测

现有的许多设备由于自身故障样本数据不足、少有同类故障样本数据等,寿命预测研究时往往需要进行模型结构假设及参数估计。针对这类研究方法估计不够准确的问题,提出一种基于核密度估计的非参数实时剩余寿命预测方法。该方法利用能表征部件连续退化的特征量构建退化分布的核密度估计模型,进而得到剩余寿命的概率分布函数。在实时监测不断获得新的退化特征数据后,利用已知样本的核密度估计不断递推更新得到新增样本后的核密度估计,从而进一步实现对预测剩余寿命分布的更新。通过实例分析,验证了该方法在剩余寿命预测中的有效性。     

与用户相关的汽车可靠性试验新方法

为研究某重型载货汽车承载构件的疲劳可靠性,提出一种基于汽车试验场和用户用途相关联的汽车可靠性试验方法,该方法可把用户对车辆的实际使用工况与试验场强化试验结合起来,可避免试验盲目性.针对用户使用的典型路面和试验场强化路的试验数据,应用雨流计数法获得载荷分布矩阵.根据相关性方程,优化计算出90%用户和试验场的累积疲劳损伤及载荷谱.对试验数据进行相关性分析,得到试验场路面强化系数和用户相关可靠性试验规范.试验结果表明,新规范与现行试验方法相比能快速预报承载构件的潜在故障,能缩短试验周期,还可降低试验成本及新产品开发费用.     

一种新的高速列车动应力谱分布估计方法

为克服参数估计方法对动应力谱分布估计的局限,引入一种非参数估计方法--核密度估计法。为验证算法的有效性,选取标准正态分布函数进行验证,结果表明所得概率密度曲线与真实概率密度曲线吻合很好,同时也证明了数据组距的大小对核密度估计结果没有影响。将高速列车关键部位动应力实测数据进行数据处理,将得到的实测应力谱利用核密度法进行估计并推断,结果显示核密度估计的谱损伤曲线与实测谱损伤曲线的总体走势一致且前者的每级损伤值均略大于后者,这表明利用核密度估计方法对动应力谱的拟合估计有一定误差且略偏保守,然而这种保守的估计方法对于保证结构在运用时的安全却是十分有益的。     

一种和用户数据相关的汽车加速疲劳试验新技术

以某重型载货汽车承载构件的疲劳可靠性为研究对象,提出汽车试验场和用户数据相关的可靠性试验新方法,该方法可以将用户对车辆的实际使用工况与试验场强化试验结合起来,避免试验盲目性.针对用户使用的典型路面和试验场强化路的试验数据,应用雨流计数法获得载荷分布矩阵,根据相关性方程,优化计算出90%用户数据和试验场的累积疲劳损伤及载荷谱.通过对试验数据的相关性分析,得到试验场路面强化系数和用户数据相关的可靠性试验规范.试验结果表明,新规范与现行的试验方法相比,能快速预报车辆承载构件的潜在故障,缩短试验周期,降低试验成本及新产品开发费用.     

基于滑动分块Bootstrap方法的非结构道路谱α-稳定分布参数区间估计与重构

采用对称α-稳定分布模型来描述非结构路面谱的非高斯幅值分布特性.针对实际路谱采集作业中路段长度有限、道路自身特性多样等因素对重构路谱准确性的不利影响,使用空间滑动Bootstrap重抽样,得到采集谱稳定分布参数的估计区间,进而基于稳定分布序列生成理论并考虑道路模拟试验的实际限制,使用有幅值截断的稳定分布序列,重构出具有随机稳定分布特征且适用于台架试验的非结构道路重构谱.通过对某工程车的试验场道路重构的实际应用,验证了所提出的非结构道路谱参数区间估计以及路谱重构方法的有效性和实用性.为开展车辆的非结构道路模拟试验乃至车辆的虚拟行驶疲劳试验提供了一种道路谱时域重构的可靠方法.     

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。     

基于核密度估计算法的T100C列车转向架载荷谱统计研究

传统列车载荷谱的统计都是建立在实际测量的基础上,利用威布尔分布拟合测试结果,计算各级载荷。但是整个过程所需测试里程长,费时费力,威布尔参数拟合困难。更重要的是,由于事先假定载荷的分布,所以最终统计结果并不一定能反映样本的真实情况。为了克服传统载荷谱统计方法的不足,在雨流计数方法进行时间—载荷历程统计的基础上,将核密度估计算法用于SRM80型全断面道砟清筛机T100C新型转向架侧架的载荷谱统计工作。结果显示:核密度估计方法能较好的还原载荷谱原貌,弥补小子样数据不足的问题,可以为列车载荷谱统计工作节约人力物力。     

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。     

电动商用车车架疲劳寿命模拟与优化

为精确预测电动商用车车架疲劳寿命,通过建立车架有限元模型并进行强度仿真,确定疲劳失效危险位置。采集危险位置载荷谱,分析疲劳损伤值,采用Miner疲劳损伤理论和雨流计数法将应力谱时域信号转化成雨流矩阵,最终建立车架台架实验与道路试验疲劳寿命间的当量折算关系。设计实验方法并制作实验台架,对比道路试验与台架实验结果,验证了所建立当量折算关系的准确性。表明所建立的实验方法可提高车架疲劳寿命预测精度与可靠性,缩短道路疲劳试验周期。     

汽车发动机滚子链的疲劳可靠性试验研究

根据ISO15654-2004（传动用精密滚子链疲劳试验方法）中规定的链传动疲劳试验规范,分别利用成组法和升降法对汽车发动机机油泵滚子链06BT-1进行了疲劳可靠性试验,研究了高速汽车链的疲劳寿命分布规律,建立了与不同可靠度相对应的疲劳寿命和载荷水平之间的关系曲线。通过试验结果的对比分析,探讨了成组法和升降法的“谐应”关系,提出了实用的高速汽车链的疲劳试验方法。     

基于实测载荷谱的板簧衬套载荷提取及台架疲劳试验

为快速且有效地对板簧橡胶衬套进行疲劳耐久验证,以在试验场测得的轮心六分力为输入,以后悬架多体模型为载体,采用虚拟迭代技术,提取了衬套的动态载荷。依据损伤等效原则,采用变载荷序列方法制定了衬套的台架疲劳试验规范,保证了台架试验与试验场道路的关联性,且缩短了台架试验时间,实现了5. 03倍的加速,衬套最终通过了台架疲劳试验的验证。