【摘要】：耐久性作為汽車產(chǎn)品重要的性能指標(biāo)之一,直接關(guān)系到車輛在各類工況下工作的安全性和可靠性,對整車品質(zhì)和車企聲譽(yù)有著重要影響。隨著有限元理論、疲勞理論和測試設(shè)備的不斷發(fā)展,在整車設(shè)計(jì)開發(fā)階段進(jìn)行重要零部件的耐久分析對縮短產(chǎn)品開發(fā)流程,降低研發(fā)成本起到重要的作用。本文以某商用車車架為研究對象,在綜述了相關(guān)結(jié)構(gòu)的疲勞分析研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,基于六分力傳感器測量得到的輪心六分力信號結(jié)合虛擬迭代技術(shù)提取疲勞分析所需載荷譜,然后采用線性疲勞損傷理論進(jìn)行車架的疲勞壽命分析,得到車架疲勞壽命結(jié)果和分布情況,為車架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。為滿足疲勞分析數(shù)據(jù)需求,需要在進(jìn)行實(shí)際道路試驗(yàn)之前確定測試信號的類型,以便于確定測試設(shè)備型號。由于設(shè)備測試誤差和道路試驗(yàn)時(shí)的不確定因素,采集得到的測試信號首先要通過頻譜分析、幅值譜分析和信號完整性的檢查進(jìn)行測試數(shù)據(jù)信號有效性的確定。選取有效數(shù)據(jù)信號進(jìn)行去除尖峰值、去漂移、傅里葉濾波、重采樣等一系列處理之后得到可用數(shù)據(jù)�；谲嚰苋S模型生成有限元模型是進(jìn)行疲勞分析的基礎(chǔ),合理的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系的簡化模擬對減少計(jì)算時(shí)間有著重要的影響。通過對模型剛度、模態(tài)的分析結(jié)果與實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果的對比,有效驗(yàn)證了有限元模型的精度。分析基于六分力提取疲勞載荷譜各種思路的優(yōu)缺點(diǎn)之后,選擇以輪心垂向位移驅(qū)動(dòng)代替垂向力驅(qū)動(dòng)的方式提高仿真精度,為得到輪心垂向位移驅(qū)動(dòng),基于虛擬迭代的方式進(jìn)行迭代求取。整車多體動(dòng)力學(xué)模型是虛擬迭代及載荷譜分解的基礎(chǔ),為了提高模型精度,建立車架柔性體模型,并對懸架系統(tǒng)中的襯套、減震器等非線性構(gòu)件進(jìn)行試驗(yàn)測量,獲得關(guān)鍵特性曲線數(shù)據(jù)。將迭代求取的輪心垂向位移信號聯(lián)合六分力中剩余五個(gè)分量驅(qū)動(dòng)整車模型,得到車架疲勞分析載荷譜。綜合車架疲勞載荷譜、車架有限元分析結(jié)果文件、材料E-N曲線進(jìn)行疲勞壽命分析,得出車架疲勞損壞危險(xiǎn)點(diǎn),為進(jìn)行車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。為驗(yàn)證仿真分析結(jié)果的準(zhǔn)確性,基于路試試驗(yàn)車架測量的應(yīng)變信號進(jìn)行局部疲勞壽命分析,將局部壽命結(jié)果與整體分析相應(yīng)位置結(jié)果進(jìn)行對比。本文結(jié)合實(shí)際路試試驗(yàn)和虛擬仿真進(jìn)行車架疲勞壽命的預(yù)測分析,在保證結(jié)果精度的同時(shí)有效縮短了車架疲勞分析周期。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463.32
【圖文】：

確定的技術(shù)路線，為得到車架疲勞壽命分析所需道路試驗(yàn)，獲取典型路面下整車響應(yīng)測試信號。型強(qiáng)化路面試驗(yàn)場測試時(shí)，由于測試路面、測試定復(fù)雜因素的影響，測試獲取的信號會存在一定項(xiàng)和趨勢項(xiàng)等，因此需要對測量獲得的原始信號整車多體動(dòng)力學(xué)模型包含了前懸架、后懸架、V，自由度數(shù)較多，在進(jìn)行仿真時(shí)耗費(fèi)時(shí)間較長，期，本文對采集的原始信號進(jìn)行重采樣處理，減面之間的過渡路面信號，只保留典型強(qiáng)化路面測測試信號的采集類的確定驗(yàn)場重型商用車耐久試驗(yàn)規(guī)范，確定測試車輛的車速以及測試路面的循環(huán)次數(shù)。根據(jù)實(shí)際車輛測行 9 種典型路面的信號測試，路試測試車輛如圖

采集部位 信號類型 目的車輪軸頭 車輪六分力 獲取整車仿真激勵(lì)載荷。車輪軸頭 加速度 獲取輪心響應(yīng)，驗(yàn)證載荷分解仿真激勵(lì)結(jié)果。車架 加速度 獲取車架的振動(dòng)響應(yīng)載荷，驗(yàn)證模型并評估車架結(jié)構(gòu)性能。車架 應(yīng)變 獲取車架關(guān)重部位的應(yīng)變響應(yīng)，用于危險(xiǎn)點(diǎn)強(qiáng)度及壽命分析2.2路試測量設(shè)備的安裝及標(biāo)定根據(jù)確定的試驗(yàn)測試信號種類，選取傳感器。（1）加速度傳感器：根據(jù)加速度傳感器的敏感元件不同，常見的加速度傳有電容式、壓電式等。其中壓電式傳感器對于低頻加速度信號的敏感度較低般用于高頻大量程的測試工況，而電容式傳感器具有靈敏度高受環(huán)境影響小點(diǎn)，雖然一般量程不大，但對于本次測試的激振頻率在 80Hz 以下的工況而用量程為±50g 即可滿足測量要求。本次選用的為 KISTLER 三向加速度傳感感器使用雙組份膠與車架進(jìn)行安裝固定，如圖 2.2 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2716456