本文關(guān)鍵詞：基于實際載荷譜的汽車變速器臺架強化試驗方法研究

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【摘要】：作為傳動系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件,汽車變速器的疲勞壽命直接影響整個傳動系統(tǒng)的性能。變速器臺架試驗是考核、評價和提升其性能的重要手段。當前的變速器臺架試驗還不成熟,普遍采用定轉(zhuǎn)速、定扭矩的穩(wěn)態(tài)試驗方法,其試驗加載譜通常都是標準經(jīng)驗譜或借鑒國外的載荷譜,這種載荷譜不能真實反映國內(nèi)的汽車實際道路受載信息和運動狀態(tài),導致試驗模擬精度較差。其次現(xiàn)有的臺架試驗周期不能滿足企業(yè)適應激烈市場競爭的需求,迫切需要探索能夠?qū)崿F(xiàn)變速器臺架加速試驗的方法。本課題基于企業(yè)實際需求和當前變速器臺架試驗的不足,重點探索基于實際載荷譜的變速器臺架加載載荷譜強化方法,以實現(xiàn)更短的試驗時間,又不失其真實的模擬精度,從而有助于縮短變速器的試驗驗證周期,提高變速器的研發(fā)效率,具有較強的理論意義和工程應用價值。首先,選取了變速器的扭矩、轉(zhuǎn)速、油溫、踏板狀態(tài)、應變、加速度等目標測量參數(shù),選用KISTLER車輪六分力傳感器和eDAQ高性能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)建了變速器同步采集系統(tǒng),嚴格按照企業(yè)耐久性試驗規(guī)范在重慶西部汽車試驗場對變速器的實際載荷譜進行了全面地采集。其次,選取變速器的實際載荷譜中的扭矩信號作為分析目標,完成了數(shù)據(jù)的預處理和多樣本載荷的重復性檢查�；谒俦刃畔⒑吞ぐ鍫顟B(tài)信號,結(jié)合企業(yè)的變速器參數(shù),同步完成了實際載荷譜的擋位提取。對扭矩等信號進行了統(tǒng)計特征值分析、概率密度分析、系統(tǒng)相關(guān)性分析、頻譜分析、系統(tǒng)相干性分析等統(tǒng)計分析,提取了目標載荷在時域和頻域中的有用信息,并分析了不同典型路面扭矩信號的特征。然后,通過雨流計數(shù)及頻次外推得到實際載荷譜的參量值頻次矩陣,運用Goodman法和等效均值法得到適用于臺架的分擋位一維等效載荷譜。一方面對載荷譜進行了幅值強化,采用刪小量法和等損傷濃縮法完成扭矩載荷的初步加速,并分別用等面積法和等損傷法實施了幅值線性強化,在此基礎(chǔ)上運用非線性強化法進一步進行了幅值強化。另一方面對載荷譜進行了頻率強化,通過提高原始載荷的頻率,采用傅里葉逆變換重構(gòu)時域歷程強化載荷譜。同時,以損傷曲線法分析了載荷加載次序?qū)ζ趽p傷的影響。最后,對變速器實際載荷譜和強化載荷譜的時頻域損傷對比分析,驗證了強化方法的有效性,并建立了幅值強化和頻率強化后載荷譜與實際載荷譜之間的等效關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：變速器 實際載荷譜 幅值強化 頻率強化 損傷等效
【學位授予單位】：重慶理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U467.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 課題的研究背景和意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 變速器臺架試驗國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 載荷譜統(tǒng)計分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12
• 1.2.3 載荷譜強化方法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.4 載荷譜等效關(guān)系國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 2 變速器實際載荷譜采集17-33
• 2.1 變速器實際載荷譜采集方案17-26
• 2.1.1 變速器實際載荷譜概述17
• 2.1.2 建立變速器實際載荷譜采集方案17-26
• 2.2 傳感器安裝與測試系統(tǒng)調(diào)試26-29
• 2.2.1 應變計與加速度傳感器布置26-28
• 2.2.2 車輪六分力傳感器布置28-29
• 2.2.3 測試系統(tǒng)調(diào)試29
• 2.3 汽車試驗場實際載荷譜采集29-32
• 2.3.1 試驗路段選擇29-30
• 2.3.2 采樣方法30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 3 變速器實際載荷譜提取及分析33-51
• 3.1 實際載荷譜預處理33-37
• 3.1.1 糾正應變信號零漂及趨勢項33-34
• 3.1.2 消除奇異點34-36
• 3.1.3 扭矩無效載荷過濾36-37
• 3.2 載荷譜重復性檢查及擋位提取37-40
• 3.2.1 載荷譜重復性檢查37-39
• 3.2.2 載荷譜的擋位提取39-40
• 3.3 載荷譜的統(tǒng)計分析40-47
• 3.3.1 數(shù)學特征值分析40-41
• 3.3.2 概率密度分析41-42
• 3.3.3 系統(tǒng)相關(guān)性分析42-44
• 3.3.4 頻譜分析44-46
• 3.3.5 系統(tǒng)相干性分析46-47
• 3.4 典型路面扭矩對比分析47-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 4 臺架載荷譜的生成及強化方法研究51-71
• 4.1 載荷譜強化流程51
• 4.2 載荷譜頻次統(tǒng)計及外推51-57
• 4.2.1 雨流計數(shù)52-54
• 4.2.2 雨流矩陣頻次外推54-55
• 4.2.3 臺架載荷譜的生成55-57
• 4.3 刪小幅值法57-60
• 4.4 線性強化法60-63
• 4.4.1 等面積法60-62
• 4.4.2 等損傷法62-63
• 4.5 非線性強化法63-64
• 4.6 載荷譜頻率強化64-68
• 4.6.1 載荷譜頻率分析64-65
• 4.6.2 頻率線性強化65-68
• 4.7 載荷譜加載順序影響68-69
• 4.8 本章小結(jié)69-71
• 5 強化載荷譜損傷驗證71-85
• 5.1 載荷疲勞損傷特性分析71-77
• 5.1.1 疲勞概述71
• 5.1.2 疲勞累積損傷理論71-72
• 5.1.3 載荷時域損傷特性分析72-74
• 5.1.4 載荷頻域損傷特性分析74-77
• 5.2 強化方法有效性分析77-79
• 5.2.1 等面積法有效性分析77
• 5.2.2 等損傷法有效性分析77-78
• 5.2.3 非線性強化法有效性分析78-79
• 5.3 幅值強化損傷驗證79-82
• 5.3.1 變速器輸出軸損傷驗證79-81
• 5.3.2 齒輪損傷驗證81-82
• 5.4 頻率強化損傷驗證82-83
• 5.4.1 變速器輸出軸損傷驗證82-83
• 5.4.2 齒輪損傷驗證83
• 5.5 本章小結(jié)83-85
• 6 總結(jié)與展望85-87
• 6.1 全文總結(jié)85
• 6.2 設想與展望85-87
• 致謝87-89
• 參考文獻89-93
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術(shù)論文及取得的研究成果93

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本文編號：901458