[發明專利]一種前下擺臂臺架耐久試驗載荷獲取方法

有效

• 申請號: 201911421205.6
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN110895195B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 丁鼎;韓廣宇;張永仁
• 申請（專利權）人: 東風汽車集團有限公司
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01M17/007
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻;梅辰

本發明涉及汽車整車及零部件的結構設計領域，具體地指一種前下擺臂臺架耐久試驗載荷獲取方法。獲取用戶使用工況的整車載荷信號；獲取用戶使用工況的前下擺臂連接點動態載荷；獲取用戶使用工況的前下擺臂的虛擬耐久壽命及分布；正弦化用戶使用工況前下擺臂的虛擬應變片信號；建立臺架耐久工況前下擺臂加載點載荷與虛擬應變片的傳遞矩陣；制定臺架耐久試驗載荷。本發明有效解決了汽車前下擺臂臺架耐久試驗載荷編制沒有依據，臺架耐久試驗與汽車用戶工況嚴重脫離的問題，在臺架上合理再現了汽車前下擺臂的加載工況。

技術領域

本發明涉及汽車整車及零部件的結構設計領域，具體地指一種前下擺臂臺架耐久試驗載荷獲取方法。

背景技術

汽車的耐久性能作為最重要的性能之一，直接影響駕駛汽車的行駛安全。主機廠在汽車研發階段，會進行多輪次的零部件臺架耐久試驗及整車用戶使用工況耐久試驗以驗證汽車耐久性能。在臺架試驗驗證階段，充分驗證汽車零部件的耐久性能，可以減少汽車整車用戶使用工況耐久試驗的驗證輪次，降低研發成本及縮短研發周期。而在汽車零部件臺架耐久試驗方法設計中，試驗載荷設計是最核心的環節。

目前，針對該零部件臺架耐久載荷獲取方法主要采用經驗算法，即基于汽車的整車質量、軸距、輪距等參數，結合各主機廠制定的一些耐久經驗工況，從而制定汽車前下擺臂的臺架耐久試驗載荷。該方法由于臺架耐久試驗載荷不是直接來源于用戶在駕駛汽車時的使用工況，因此有時候試驗結果會與零部件實際失效模式及考核強度有較大的差別。因此迫切的需要研究制訂一種算法用于獲取臺架耐久試驗載荷，從而將用戶使用工況與臺架耐久試驗建立關聯性。

發明內容

本發明的目的就是要解決上述背景技術的不足，提供一種前下擺臂臺架耐久試驗載荷獲取方法。

本發明的技術方案為：一種前下擺臂臺架耐久試驗載荷獲取方法，其特征在于：獲取試驗車輛在使用工況下的整車載荷信號；基于整車載荷信號結合采用多體分析軟件建立的整車多體模型，獲取用戶使用工況下的前下擺臂連接點動態載荷；采用有限元軟件計算前下擺臂各連接點上六個方向1N單位力的應力響應，基于前下擺臂連接點動態載荷，并結合前下擺臂的材料疲勞壽命曲線，獲取用戶使用工況下前下擺臂的虛擬耐久壽命及分布；在前下擺臂上耐久壽命最低的若干位置上布置虛擬應變片，獲取虛擬應變片位置的動態隨機虛擬應變片應力信號，將虛擬應變片應力信號轉化為正弦曲線虛擬應變片主應力信號；建立臺架耐久工況下前下擺臂加載點載荷與虛擬應變片應力信號的傳遞矩陣；通過對正弦曲線虛擬應變片主應力信號與傳遞矩陣進行分析計算，得到與用戶實使用況關聯的乘用車下擺臂臺架試驗載荷。

進一步的所述整車載荷信號包括整車耐久道路輪心六分力載荷信號、整車耐久道路輪心加速度載荷信號、整車耐久道路彈簧位移信號和整車耐久道路車身減震器上點加速度載荷信號。

進一步的所述獲取試驗車輛在使用工況下的整車載荷信號的方法為：在汽車四個輪轂上布置輪心六分力傳感器，獲取整車耐久道路輪心六分力載荷信號；在汽車四個轉向節上布置三向加速度傳感器，獲取整車耐久道路輪心加速度載荷信號；在汽車四個彈簧上布置全橋式應變片，將主應力信號在拉壓力試驗機上標定為位移信號，獲取整車耐久道路彈簧位移信號；在汽車車身四個減震器塔座上布置三向加速度傳感器，獲取整車耐久道路車身減震器上點加速度載荷信號。

進一步的所述獲取用戶使用工況下的前下擺臂連接點動態載荷的方法為：采用多體分析軟件，建立包括前懸架模型、后懸架模型、轉向模型、制動模型、輪胎模型、車身模型、制動模型、動力總成模型的整車多體模型，將整車載荷信號與建立的汽車多體模型結合，采用多剛體載荷求解方法將整車載荷信號分解到前下擺臂連接點，獲取用戶使用工況下的前下擺臂連接點動態載荷。

進一步的所述獲取使用工況下前下擺臂的虛擬耐久壽命及分布的方法為：采用有限元求解方法，基于慣性釋放工況分別計算前下擺臂各連接點上6個方向1N單位力的應力響應；基于前下擺臂連接點動態載荷信號和1N單位力的應力響應，結合前下擺臂的材料疲勞壽命曲線，采用多軸疲勞分析方法，獲取用戶駕駛汽車工況下的前下擺臂虛擬耐久壽命及分布。