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。     

室内模拟试验的最佳方法——道路载荷谱试验概述

本文介绍了汽车零部件在室内台架试验中所施加疲劳载荷的形式(等幅载荷试验和按道路载荷谱试验)，同时，对模拟道路载荷谱试验的三种方式以及国内的应用前景进行了简要的阐述、分析。     

电控自动变速器执行机构振动疲劳试验研究

通过试验场道路载荷谱的采集和室内道路模拟试验,再现了电控自动变速器(AMT)执行机构的实际振动状态并提取了道路模拟激励谱。利用UG三维软件和ADAMS多体动力学仿真软件建立了AMT执行机构刚柔耦合的虚拟振动试验平台。将期望响应信号与虚拟振动试验提取的载荷谱进行对比,并不断调校和修正模型的各参数,得到了具有一定精度的仿真模型。以获取的道路模拟激励谱作为激励源进行振动疲劳仿真试验,由此建立了一套新的AMT执行机构振动疲劳试验方法,为准确高效地评价AMT执行机构的疲劳可靠性提供了一套行之有效的手段和方法。     

基于实测载荷谱的AMT换挡箱体疲劳寿命预测

以某电控机械式自动变速器(AMT)换挡箱体为研究对象,考虑发动机和路面振动激励的影响,通过合理布置传感器,在襄阳汽车试验场采集了AMT换挡箱体振动载荷谱,并对载荷谱进行了预处理和重复性检验。通过载荷谱应力最值比较发现,部分测点为危险区域,是结构设计和改进需要重点考虑的地方。结合疲劳累积损伤原理对目标测点的疲劳寿命进行了分析计算,对换挡箱体可靠性分析和局部结构完善具有重要意义。     

基于道路模拟的摩托车车架疲劳寿命分析

以实测的载荷谱为基础,运用有限元分析软件和道路模拟试验技术建立了某摩托车车架的仿真模型。利用名义应力法对车架进行了疲劳寿命预估。将疲劳寿命的仿真结果与试验值进行对比,发现两者具有高度的一致性,从而证明基于道路模拟的疲劳寿命仿真试验可以实现对关键零部件疲劳寿命的有效预估。     

基于道路载荷与负载电流模拟的主动减振器耐久试验方法

为了对主动减振器进行零部总成件级耐久试验,除了采集了整车在试车场道路行驶过程中主动减振器的结构载荷,同步采集其工作电流信号,并自主建立了主动减振器总成室内耐久试验系统。利用伺服液压作动器模拟主动减振器在试车场的道路载荷,同时利用工控机及可编程电源同步地模拟主动减振器电磁阀的工作电流。通过对零部件总成室内试验与整车道路试验对主动减振器的结构应变进行对比分析,验证了基于道路载荷与电流模拟的主动减振器耐久试验方法的有效性。     

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.     

基于室内六通道汽车零部件道路模拟研究

多轴模拟试验台(multi-axial simulation table,MAST)系统用六通道模拟试验台系统模拟汽车零部件在空间的六个自由度运动状态,精确地在试验台上再现汽车零部件的实际运行环境.通过对发动机支承实际道路载荷的采集、整理迭代计算得到了用于台架试验的加载谱,其结果可对发动机支承进行可靠性试验和动态性能试验.     

多轴振动台架在道路载荷模拟试验中的应用

多轴振动台架(MAST)通过控制6个作动器实现平台空间六自由度运动(垂直、纵向、翻滚、俯仰、摇摆)以及组合复合运动。文中以福建奔驰汽车有限公司多轴振动台架为例,介绍汽车零部件道路载荷模拟试验,包括道路载荷的获取,RPC迭代技术以及迭代结果的分析。结果表明,多轴振动台架可以有效模拟道路载荷,从而实现汽车零部件快速疲劳试验。     

Dynamic Stress Analysis of Vehicle Frame Using a Nonlinear Finite Element Method

Structural integrity of either a passenger car or a light truck is one of the basic requirements for a full vehicle engineering and development program. The results of the vehicle product performance are measured in terms of durability, noise/vibration/harshness (NVH), crashworthiness and passenger safety. The level of performance of a vehicle directly affects the marketability, profitability and, most importantly, the future of the automobile manufacturer. In this study, we used the Virtual Proving Ground (VPG) approach for obtaining the dynamic stress or strain history and distribution. The VPG uses a nonlinear, dynamic, finite element code (LS-DYNA) which expands the application boundary outside classic linear, static assumptions. The VPG approach also uses realistic boundary conditions of tire/road surface interactions. To verify the predicted dynamic stress and fatigue critical region, a single bump run test, road load simulation, and field test have been performed. The prediction results were compared with experimental results, and the feasibility of the integrated life prediction methodology was verified.     

Development and application of VPG simulation technique based on equivalent virtual road profile

A Virtual Proving Ground (VPG) is a vehicle simulation environment used for evaluating durability of the suspension elements. Among the components that comprise the VPG system, the tire model with its complex nonlinear characteristics has most significant impact on the credibility of the estimated durability. This research proposes a method for generating an equivalent road profile as a way to compensate for the limits involved in modeling details of the tire characteristics. The method first identifies the frequency response function from the road heights to the spindle forces, which would contain rich information on the tire’s effect on the vehicle dynamics. Then it back-calculates a road profile using this model and the spindle force measurement. Finally the solution is updated iteratively until it yields the spindle forces close to their measured values. Using the proposed method, an equivalent road profile was successfully generated from a spindle force measurement collected from a physical durability test. In order to investigate validity of the proposed method, durability analysis was performed for a suspension component — a lower control arm. From the preliminary VPG simulation results, it was confirmed that the estimated fatigue life agreed well with the estimation based upon the force measurement.     

货车传动系统扭转疲劳载荷仿真

针对货车非线性悬架系统，提出了一种确定货车传动系统扭转疲劳载荷的模拟方法。建立了4自由度双轴货车振动模型，以标准路面功率谱反推算法得到路面不平度为随机输入，用MATLAB／Simulink仿真计算得到车轮上的垂直随机动载荷，并将其转化为驱动轮上的扭转载荷。计算载荷可以用来编制货车传动系统扭转疲劳试验载荷谱、估计零部件的疲劳寿命。     

道路模拟试验台及其控制策略研究

道路模拟试验台是进行整车及零部件室内道路模拟试验的关键基础设备之一。论述了所开发的道路模拟试验台的组成结构、功能,并就其核心控制策略进行了深入阐述。试验结果表明,基于伺服控制与振动控制相结合的控制策略,试验台再现期望波形滞后小,模拟精度高,可以成功地进行道路模拟试验。     

随机载荷下燃油泵托架疲劳寿命仿真分析

针对一类含橡胶减振垫燃油泵托架出现疲劳断裂的现象,研究利用数值仿真技术预测结构疲劳寿命的方法。应用有限元法和随机振动理论计算结构随机振动响应的各种统计参数,采用Miner累积损伤理论预测疲劳寿命。重点讨论了有限元模型中系统阻尼和橡胶垫刚度等关键参数的确定方法,并利用优化技术实现有限元模型修正的自动化。计算结果表明动态随机激励环境下存在严重的局部应力集中是造成托架损坏的主要原因。仿真结果和随机振动试验结果吻合,证明利用数值仿真技术预测此类产品的疲劳寿命是可行的。     

基于随机最优控制的主动悬架构件的动态疲劳可靠度分析

针对两自由度的车辆模型,应用随机振动和随机最优控制的理论,推导悬架构件随机动载荷的统计规律的计算方法,建立变车速情况下随机动载荷的概率模型,提出基于随机最优控制的主动悬架构件的动态疲劳可靠度的分析方法。仿真结果表明,主动悬架构件随机动载荷明显大于被动悬架构件随机动载荷,主动悬架系统构件的动态疲劳可靠度在整个使用过程中都要低于普通被动悬架构件的动态疲劳可靠度,说明主动悬架构件的可靠性较普通被动悬架有所降低。     

机车车辆疲劳强度仿真分析平台架构研究

从机车车辆行业对关键零部件疲劳仿真和疲劳可靠性分析的需求出发,阐述了基于虚拟样机技术和云计算理论体系的机车车辆零部件疲劳仿真分析一般方法。在自行研制的机车车辆线路动应力试验数据处理系统和机车车辆疲劳仿真系统基础上,集成现有成熟的商业软件,搭建了机车车辆关键零部件疲劳强度分析平台,将铁道行业常用的评价体系和计算流程固化到平台中,提出基于云计算的疲劳仿真分析平台架构体系,重点讨论了试验与仿真集成方法、不同学科之间的协同交互问题、数据集成和数据交换方法。该平台具有友好开放的用户接口和良好的可扩展性。     

空气悬架的MATLAB和ADAMS的联合仿真研究

悬架作为现代车辆的关键部件之一,对车辆的平顺性有重要影响。基于ADAMS和MAT-LAB软件分别建立了装备主动空气悬架的1/4车体虚拟样机模型及1/4车体主动PID控制模型,并对PID参数进行了整定。通过联合两个模型对某装备可控悬架的车辆进行了仿真分析,结果表明:基于PID控制的主动空气悬架与被动悬架相比,能够减小车辆振动,改善车辆的平顺性。该方法避免了建立车辆系统动力学方程及状态方程,提高了悬架系统的设计效率,同时为复杂机械系统的控制与仿真提供了新方法。     

正三轮摩托道路模拟可靠性试验研究

通过测量正三轮摩托车在可靠性试验路面上行驶时的振动和载荷时间历程,采用消除趋势项和和畸点方珐进行数据处理,并应用RPC软件完成模拟迭代,建立了正三轮摩托车台架可靠性试验的驱动信号,实现了车辆可靠性试验有效路形在室内的复现,并运用所建立的试验路谱完成了正三轮摩托车室内台架可靠性试验.根据功率谱重合性和采用Miner线性累...