【摘要】：耐久性作為汽車產(chǎn)品重要的性能指標之一,直接關(guān)系到車輛在各類工況下工作的安全性和可靠性,對整車品質(zhì)和車企聲譽有著重要影響。隨著有限元理論、疲勞理論和測試設(shè)備的不斷發(fā)展,在整車設(shè)計開發(fā)階段進行重要零部件的耐久分析對縮短產(chǎn)品開發(fā)流程,降低研發(fā)成本起到重要的作用。本文以某商用車車架為研究對象,在綜述了相關(guān)結(jié)構(gòu)的疲勞分析研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,基于六分力傳感器測量得到的輪心六分力信號結(jié)合虛擬迭代技術(shù)提取疲勞分析所需載荷譜,然后采用線性疲勞損傷理論進行車架的疲勞壽命分析,得到車架疲勞壽命結(jié)果和分布情況,為車架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。為滿足疲勞分析數(shù)據(jù)需求,需要在進行實際道路試驗之前確定測試信號的類型,以便于確定測試設(shè)備型號。由于設(shè)備測試誤差和道路試驗時的不確定因素,采集得到的測試信號首先要通過頻譜分析、幅值譜分析和信號完整性的檢查進行測試數(shù)據(jù)信號有效性的確定。選取有效數(shù)據(jù)信號進行去除尖峰值、去漂移、傅里葉濾波、重采樣等一系列處理之后得到可用數(shù)據(jù)�；谲嚰苋S模型生成有限元模型是進行疲勞分析的基礎(chǔ),合理的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系的簡化模擬對減少計算時間有著重要的影響。通過對模型剛度、模態(tài)的分析結(jié)果與實際試驗結(jié)果的對比,有效驗證了有限元模型的精度。分析基于六分力提取疲勞載荷譜各種思路的優(yōu)缺點之后,選擇以輪心垂向位移驅(qū)動代替垂向力驅(qū)動的方式提高仿真精度,為得到輪心垂向位移驅(qū)動,基于虛擬迭代的方式進行迭代求取。整車多體動力學模型是虛擬迭代及載荷譜分解的基礎(chǔ),為了提高模型精度,建立車架柔性體模型,并對懸架系統(tǒng)中的襯套、減震器等非線性構(gòu)件進行試驗測量,獲得關(guān)鍵特性曲線數(shù)據(jù)。將迭代求取的輪心垂向位移信號聯(lián)合六分力中剩余五個分量驅(qū)動整車模型,得到車架疲勞分析載荷譜。綜合車架疲勞載荷譜、車架有限元分析結(jié)果文件、材料E-N曲線進行疲勞壽命分析,得出車架疲勞損壞危險點,為進行車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。為驗證仿真分析結(jié)果的準確性,基于路試試驗車架測量的應(yīng)變信號進行局部疲勞壽命分析,將局部壽命結(jié)果與整體分析相應(yīng)位置結(jié)果進行對比。本文結(jié)合實際路試試驗和虛擬仿真進行車架疲勞壽命的預(yù)測分析,在保證結(jié)果精度的同時有效縮短了車架疲勞分析周期。
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U463.32
【圖文】：

確定的技術(shù)路線，為得到車架疲勞壽命分析所需道路試驗，獲取典型路面下整車響應(yīng)測試信號。型強化路面試驗場測試時，由于測試路面、測試定復(fù)雜因素的影響，測試獲取的信號會存在一定項和趨勢項等，因此需要對測量獲得的原始信號整車多體動力學模型包含了前懸架、后懸架、V，自由度數(shù)較多，在進行仿真時耗費時間較長，期，本文對采集的原始信號進行重采樣處理，減面之間的過渡路面信號，只保留典型強化路面測測試信號的采集類的確定驗場重型商用車耐久試驗規(guī)范，確定測試車輛的車速以及測試路面的循環(huán)次數(shù)。根據(jù)實際車輛測行 9 種典型路面的信號測試，路試測試車輛如圖

采集部位 信號類型 目的車輪軸頭 車輪六分力 獲取整車仿真激勵載荷。車輪軸頭 加速度 獲取輪心響應(yīng)，驗證載荷分解仿真激勵結(jié)果。車架 加速度 獲取車架的振動響應(yīng)載荷，驗證模型并評估車架結(jié)構(gòu)性能。車架 應(yīng)變 獲取車架關(guān)重部位的應(yīng)變響應(yīng)，用于危險點強度及壽命分析2.2路試測量設(shè)備的安裝及標定根據(jù)確定的試驗測試信號種類，選取傳感器。（1）加速度傳感器：根據(jù)加速度傳感器的敏感元件不同，常見的加速度傳有電容式、壓電式等。其中壓電式傳感器對于低頻加速度信號的敏感度較低般用于高頻大量程的測試工況，而電容式傳感器具有靈敏度高受環(huán)境影響小點，雖然一般量程不大，但對于本次測試的激振頻率在 80Hz 以下的工況而用量程為±50g 即可滿足測量要求。本次選用的為 KISTLER 三向加速度傳感感器使用雙組份膠與車架進行安裝固定，如圖 2.2 所示。

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本文編號：2716456