[發明專利]一種表征組合路況作用下車輛結構疲勞損傷的網狀圖法

在審

• 申請號: 201310729338.6
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103853879A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 劉永臣;孫麗
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及車輛結構疲勞損傷研究領域，尤其涉及一種用于確定在組合路況作用下車輛結構疲勞損傷狀況的方法。

背景技術

路面不平度激勵對車輛性能產生直接影響，為確定真實路面激勵對車輛疲勞耐久性的影響，在試驗場各強化路面激勵條件下的車輛結構疲勞損傷研究以及實測載荷譜下的壽命預測，已受到主要車輛研發機構、大型汽車企業的高度重視，開展了許多車輛疲勞耐久方面的研究工作，主要集中在試驗場載荷譜下的道路模擬實驗，汽車疲勞耐久強化試驗等研究。對于車輛結構件的疲勞損傷評估，目前主要有兩種方法：一種是數值仿真法，主要結合有限元與疲勞理論進行結構的疲勞壽命預測，多用于結構改進或定型分析；一種是試驗方法，多用于產品的定型或驗證，試驗周期長，以上方法都不能充分有效利用汽車整車和零部件生產企業所進行的強化路面下疲勞耐久試驗數據，在產品開發、改進優化過程中仍需不斷重復試驗，大大增加了試驗成本，為此，實現對疲勞耐久試驗數據有效利用十分必要，而且具有十分重要工程應用價值。

目前，車輛工程領域，許多廠家都在結合自身產品進行大量的疲勞耐久試驗，獲得了大量的載荷譜數據。特別是試驗場強化路面車輛載荷譜，主要用來產品定型、耐久分析，以及提供疲勞耐久臺架試驗的加載譜。對于載荷測試數據主要是直接用于以上單一試驗目的，并未深入研究載荷譜對車輛結構損傷的潛在影響，以便清晰對比不同強化路況里程、不同作用順序對車輛結構損傷和疲勞壽命的影響規律，從而指導企業進行試驗方案修正和試驗規范調整，提高試驗效率和產品開發質量。

對于不同汽車企業來講，為了在不重復進行道路載荷測試情況下考查試驗場不同強化道路對車輛結構的疲勞損傷、有效調整試驗場不同強化道路試驗規范，本發明提出一種表征組合路況作用下車輛結構疲勞損傷的網狀圖法。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種在組合路況作用下車輛結構疲勞損傷的表示方法，為車輛結構疲勞損傷的準確分析、道路試驗規范的有效調整等提供一種方便可靠的研究手段，為車輛疲勞耐久研究提供有效方法。

本發明的技術解決方案是：該方法首先是確定組合路況，進行測試和編制車輛結構載荷譜；其次是計算各路況作用下車輛結構損傷和總損傷；再次是計算各路況作用下的車輛結構損傷密度和在總損傷中的權重；最后是將各路況作用下的損傷密度和權重分別作為圓半徑和圓心角，繪制網狀圖。該網狀圖的封閉面積即表示了車輛結構在組合路況下的疲勞損傷。

其中，該方法包括以下步驟：第一步，車輛結構在組合路況下應變載荷測試和編制載荷譜；第二步，計算各路況作用下車輛結構損傷和總損傷；第三步，計算各路況作用下車輛結構損傷密度和在總損傷中的權重；第四步，繪制網狀圖。方案流程如圖1所示。

其中，該方法的具體步驟如下：

第一步：車輛結構在組合路況作用下應變載荷測試和編制載荷譜

(1)確定組合路況，選擇三種及以上的路面等級較低的強化路組合；

(2)結構載荷測試，對車輛重要結構的損傷危險點進行載荷測試；

(3)編制載荷譜，應用雨流法對各單一路況和組合路況作用下車輛結構載荷分別進行計數統計。

第二步：計算各路況作用下車輛結構損傷和總損傷

應用glyphworks軟件計算每種路況作用下車輛結構的疲勞損傷和在組合路況下的總疲勞損傷；

第三步：計算各路況作用下車輛結構損傷密度和在總損傷中的權重

(1)計算每種路況作用下車輛結構的損傷密度值，其值為疲勞損傷值與該路況里程的比值；

(2)計算每種路況作用下車輛結構疲勞損傷在總損傷中的權重值，其值為每種路況車輛結構損傷值與總損傷值的比值；

(3)對損傷密度進行百分制計分，根據損傷密度的實際大小進行百分區域值劃分，通過向上取整，確定出各路面下產生的損傷密度的分值。

第四步：繪制網狀圖

(1)繪制合適大小的單位圓；

(2)按各路況作用順序，以順次確定圓心角，其大小與各路況損傷權重相等，繪制出各半徑；

(3)在相應的半徑上，選取各路況作用下車輛結構損傷密度的分值點，半徑由內而外為0～100分；

(4)順次連接各點，形成封閉面積，其大小即表示該組合路況作用下車輛結構的疲勞損傷。