[發明專利]考慮載荷分布及損傷一致性的多通道均衡關聯方法

有效

• 申請號: 201710887951.9
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107644149B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 李文亮;周煒;張祿;唐歌騰;李臣;張國勝;董軒;任春曉;張學文;崔海濤;曹琛
• 申請（專利權）人: 交通運輸部公路科學研究所
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18
• 代理公司: 11609 北京格允知識產權代理有限公司
• 代理人: 白海燕;張沫<國際申請>=<國際公布>=

本發明公開一種考慮載荷分布及損傷一致性的多通道均衡關聯方法，包括如下步驟：1)采用雨流計數和零均值轉化法將試驗場和用戶各通道載荷時間歷程轉化為分區間載荷譜；2)根據疲勞壽命預測理論將各通道分區間載荷譜轉化為疲勞損傷，構建多通道分區間等損傷關聯模型；3)采用歸一化方法將試驗場各通道分區間的損傷與用戶對應通道的損傷進行歸一化處理。本發明綜合考慮了載荷分布一致性和損傷一致性原則，既能夠保證試驗場與用戶載荷分布一致，又能夠保證試驗場試驗與用戶試驗疲勞損傷一致，同時采用歸一化的方法解決了由于各通道信號類型及數量級差異導致的匹配均衡性差的問題，采用給各通道賦予不同權重的方法實現重要通道的優先匹配。

技術領域

本發明涉及車輛可靠性強化試驗技術，尤其涉及一種同時考慮載荷分布一致性、損傷一致性以及多通道均衡性的試車場與用戶可靠性試驗相關聯的新方法。

背景技術

可靠性是車輛安全運行的基礎保障，也是保證運輸效率的必要條件。車輛運行過程中，關鍵零部件的突然疲勞失效會造成車毀人亡的道路交通事故。汽車試驗場擔負著汽車整車產品可靠性的測試和評價。試驗場試驗與用戶的關聯性好壞一定程度上決定了試驗場可靠性測試與評價的科學性，試驗場試驗與用戶的關聯性研究受到了國內外的廣泛重視。

試驗場與用戶關聯性研究可分為故障統計法與疲勞壽命預測法兩大類。由于故障統計法需要大量的故障數據，一般是車輛投放市場多年以后才能得到，對于新車型測試評價顯然是不合適的。近年來，疲勞壽命預測匹配法研究應用較多，主要分為等損傷原則和等載荷原則兩類。

進行試驗場與用戶工況的關聯性研究首先要在用戶道路和試驗場道路上進行數據采集及處理，基本步驟如下：

1)在車輛被測位置上安裝各種傳感器，傳感器信號接入數據采集器，每一個方向的傳感器就是1個通道，如軸頭縱向傳感器就是一個通道，軸頭三向傳感器就是3個通道，傳感器還包括力、應變、位移、扭矩等傳感器；

2)在用戶和試驗場進行道路試驗，分別采集車輛在用戶和試驗場各種道路上的行駛的載荷時間歷程，即各種傳感器采集的加速度、應變、位移、扭矩等信號隨時間變化的歷程。

3)實測的單個或多個通道的載荷時間歷程是不規則、隨機的，一般通過雨流計數法轉化為由不同幅值、不同循環次數組成的載荷循環，即載荷譜(如用二維圖表示，x 軸是相應的加速度或應力等載荷的幅值，y軸是對應的作用頻次)。

完成數據采集和處理形成用戶載荷譜和試驗場各道路載荷譜后，就可以用等載荷或者等損傷的方法進行匹配了。

1)等載荷匹配是以載荷分布一致為匹配目標，將用戶載荷譜和試驗場載荷譜的載荷幅值劃分為多個區間，通過匹配使得每個區間對應的次數一致(即載荷分布一致性)；等載荷匹配能夠一定程度保證失效模式與用戶一致，但由于一般大幅值的循環次數較小但會產生較大的損傷，小幅值循環次數很大但損傷較小，匹配時很難保證損傷與用戶的一致性。

2)等損傷匹配是在用戶和試驗場各通道載荷譜的基礎上，利用疲勞預測理論，分別計算用戶和試驗場各通道的損傷，通過匹配使得每個通道對應的損傷一致；等損傷原理只關注用戶與試驗場試驗車輛及零部件的累計總損傷是否相等，但用戶使用載荷和試驗場試驗載荷的構成(載荷幅值與均值大小及頻次分布)沒有關聯。

3)多個通道進行匹配時，等損傷和等輸入匹配方法均未考慮由于各通道信號類型不同及數量級差異導致的匹配不均衡問題(有的通道試驗場和用戶匹配的很好，有的通道試驗場和用戶匹配的很差)。

發明內容

針對上述問題，為了進一步提高汽車試驗場與用戶可靠性試驗的關聯性，本發明提出一種綜合考慮載荷分布一致性、損傷一致性以及多通道均衡性的試車場與用戶關聯的新方法。

本發明采取以下技術方案：一種考慮載荷分布及損傷一致性的多通道均衡關聯新方法，其特征在于，包括如下步驟：