[發(fā)明專利]汽車板簧疲勞測試方法

有效

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• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113343374B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設計）人: 陳為歡;段龍楊;黃暉;余顯忠;熊偉
• 申請（專利權）人: 江鈴汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F111/10;G06F119/04;G06F119/14
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 何世磊

一種汽車板簧疲勞測試方法包括：獲取板簧在耐久路試過程中各個時刻所受到的作用力；利用有限元軟件建立板簧的有限元模型；獲取板簧在z軸方向上的應力隨著載荷變化的關系曲線；確定該關系曲線拐點處的z軸方向的載荷，得到拐點載荷；各作用力分別加載至有限元模型中進行強度分析，分別得到對應的結果文件；將結果文件導入疲勞軟件中計算板簧在各個載荷作用下的應力的時間歷程；通過疲勞軟件計算板簧在受到各個力作用下的總應力的時間歷程，并根據總應力的時間歷程以及板簧的材料疲勞特性曲線計算所述板簧的疲勞壽命。

技術領域

本發(fā)明涉及汽車領域，特別是涉及一種汽車板簧疲勞測試方法。

背景技術

板簧具有成本低、結構簡單、維修方便等優(yōu)點，因此廣泛應用于各類車型中，為滿足舒適性的要求，板簧通常被設計成由主、副板簧構成的具有兩級剛度特性形式的板簧，使得汽車板簧應力和載荷之間的關系隨著板簧不同的接觸狀態(tài)呈現出非線性。板簧作為懸掛系統(tǒng)的核心部件之一，承受著來自路面的各個方向的載荷激勵，其中垂向激勵載荷對板簧的疲勞壽命影響最大，而垂向載荷和其引起的應力是非線性關系，所以準確預測其疲勞壽命存在較大困難。

現有的板簧疲勞壽命一般通過強化道路試驗確定。此方法完全依賴道路試驗，將板簧總成實際裝車后，在強化路面上行駛直至斷裂，依據行駛里程判斷板簧疲勞壽命是否合格。其特點是結論相對準確，但周期長，試驗代價昂貴，一次設計參數的更改須在試驗場行駛數十萬公里，耗時數十天甚至更長的周期，代價高昂。

另外一種方法是計算機輔助設計(CAE)仿真分析方法，由于常規(guī)的疲勞分析方法和疲勞分析軟件往往都是針對線性系統(tǒng)：在時域中利用線性疊加原理計算損傷，在頻域中往往利用模態(tài)結果作為疲勞分析的基礎，這些方法忽略垂向載荷極其應力間的非線性對板簧仿真結果的影響，分析結果和隨機激勵下的道路疲勞耐久結果存在較大差異，準確度較低。

發(fā)明內容

鑒于上述狀況，有必要針對現有技術中汽車板簧的疲勞測試準確率低的問題，提供一種汽車板簧疲勞測試方法。

一種汽車板簧疲勞測試方法，包括：

獲取耐久路試過程中各個時刻板簧在板簧座處受到的作用力，所述作用力包括x軸方向的載荷，y軸方向的載荷、z軸方向的載荷、x軸方向的扭矩、y軸方向的扭矩和z軸方向的扭矩；

利用有限元軟件建立板簧的有限元模型；

將板簧設計允許的最大垂向載荷加載至所述有限元模型中，根據計算結果分析，取板簧受應力較大部分的網格單元，觀察應力和載荷的關系，以獲得板簧在z軸方向上的應力隨著載荷變化的關系曲線；

確定所述關系曲線拐點處的z軸方向的載荷，得到拐點載荷；

將x軸方向的最大載荷、y軸方向的最大載荷、x軸方向的最大扭矩、y軸方向的最大扭矩、z軸方向的最大扭矩、z軸方向的最小載荷、z軸方向的最大載荷，以及所述拐點載荷分別加載至所述有限元模型中進行強度分析，分別得到對應的結果文件為σ_Fxmax、σ_Fymax、σ_Txmax、σ_Tymax、σ_Tzmax、σ_Fzmin、σ_Fzmax和σ_Fzdeflection；

將結果文件σ_Fxmax、σ_Fymax、σ_Txmax、σ_Tymax和σ_Tzmax導入疲勞軟件中，并分別與x軸方向的載荷，y軸方向的載荷、x軸方向的扭矩、y軸方向的扭矩和z軸方向的扭矩的時間歷程進行關聯(lián)，分別得到板簧在x軸方向的載荷，y軸方向的載荷、x軸方向的扭矩、y軸方向的扭矩和z軸方向的扭矩的作用下的應力的時間歷程；