汽车道路模拟试验技术
汽车试验学第9章 汽车虚拟试验技术
二、整车系统NVH 分析 • （二）NVH分析 • 应用VPG技术，可在时域分析的基础上进行汽 车的振动、噪声和舒适性分析评价，获得模态/ 频率，噪声和声学响应分析的解决方案。 • 故整个分析过程的内容包括NVH分析模型的建 模方法、分析结果的FFT变换、关键频率的确定、 对应振型的显示方法、原设计的改进方法、改 进效果的评估等内容。
为结果和信息指定一个输出 （OUTPUT）文件
获取疲劳分析结果
二、整车系统NVH 分析
• NVH是指Noise（噪声）、Vibration（振动）和 Harshness（声振粗糙度），由于三者在车辆等机械中是 同时出现且密不可分。声振粗糙度是指噪声和振动的品 质，是描述人体对振动和噪声的主观感觉，不能直接用 客观测量方法来度量。由于声振粗糙度描述的是振动和 噪声使人不舒适的感觉，因此有人称Harshness为不平顺 性。又因为声振粗糙度经常用来描述冲击激励产生的使 人极不舒适的瞬态响应，因此也有人称Harshness为冲击 特性 • （一）汽车NVH特性研究的建模和评价方法 • 研究汽车的NVH特性首先必须利用CAE技术建立汽车动 力学模型，目前有多体系统动力学方法、有限元方法和 边界元方法等几种比较成熟的理论和方法。
第一节 汽车虚拟试验场
• VPG是ETA公司与各大汽车厂商合作，开发出的 整车仿真软件（如图），是专门针对整车分析而 开发的CAE仿真环境，可以进行整车的防撞性、 安全性、NVH和耐久性、等分析。VPG提供的模 型库、工具库及固化专家经验的自动化技术可将 整车仿真过程中的人员数量及其工作量降到最低。
汽车试验学
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东北林业大学交通学院
主讲教师：
第九章
汽车虚拟试验技术
• 第一节 • 第二节
汽车道路试验方法通则
汽车道路试验方法通则汽车道路试验是对汽车性能和安全性进行评估的重要手段，其结果直接关系到汽车的质量和安全。
为了确保试验的准确性和可靠性，制定了汽车道路试验方法通则，以规范试验过程，保证试验结果的科学性和可比性。
一、试验范围。
汽车道路试验方法通则适用于各类汽车的道路试验，包括但不限于汽车悬挂系统、制动系统、转向系统、操纵稳定性、通过性能、燃油经济性等试验内容。
试验范围涵盖了汽车在不同道路条件下的各项性能指标，以评估汽车在实际道路使用中的表现。
二、试验要求。
1. 试验设备，汽车道路试验应使用符合国家标准的试验设备，确保试验数据的准确性和可靠性。
2. 试验环境，试验应在符合道路交通安全规定的道路上进行，避免在恶劣天气或交通繁忙的情况下进行试验，以确保试验过程的安全性和可控性。
3. 试验人员，试验人员应具备相关的技术资质和操作经验，严格按照试验方法通则进行操作，确保试验数据的准确性和可比性。
4. 试验过程，试验过程中应严格按照试验方法通则的要求进行操作，避免人为因素对试验结果产生影响。
5. 试验数据，试验数据应进行准确记录和分析，确保试验结果的科学性和可靠性。
三、试验内容。
汽车道路试验内容包括但不限于：1. 制动试验，包括制动距离、制动稳定性、制动性能等指标的评估。
2. 悬挂系统试验，包括悬挂舒适性、悬挂稳定性、悬挂性能等指标的评估。
3. 转向系统试验，包括转向灵活性、转向稳定性、转向性能等指标的评估。
4. 通过性能试验，包括上坡能力、通过障碍物能力、通过性能等指标的评估。
5. 燃油经济性试验，包括燃油消耗量、燃油经济性等指标的评估。
四、试验报告。
试验完成后，应编制试验报告，详细记录试验过程、试验数据和试验结果，以及对试验结果的分析和评价。
试验报告应符合相关规范要求，确保试验结果的科学性和可靠性。
五、总结。
汽车道路试验方法通则的制定和执行，对于评估汽车性能和安全性具有重要意义。
只有严格按照试验方法通则的要求进行试验，才能确保试验结果的科学性和可比性，为汽车的质量和安全提供可靠的依据。
几种汽车NVH试验方法研究
几种汽车NVH试验方法研究一、本文概述随着汽车工业的迅速发展，消费者对汽车的要求已经不仅仅局限于外观、性能和价格等传统因素，汽车的乘坐舒适性和静谧性（NVH，即Noise、Vibration、Harshness）日益受到重视。
NVH性能是衡量汽车质量的重要指标之一，它直接关联到驾驶者和乘客的乘坐体验。
因此，研究和发展有效的汽车NVH试验方法，对于提升汽车品质和满足消费者需求具有重要意义。
本文旨在对几种常见的汽车NVH试验方法进行研究，分析各方法的优缺点，探讨其在汽车NVH性能评估中的应用。
我们将介绍NVH的基本概念和评估标准，明确试验的目的和重要性。
接着，我们将重点介绍几种常用的NVH试验方法，包括噪声测试、振动测试和冲击测试等，并分析这些方法的原理、操作步骤以及需要注意的事项。
本文还将探讨如何选择合适的试验方法，以提高试验的准确性和效率。
通过本文的研究，我们希望能够为汽车工程师和研发人员提供有益的参考，推动汽车NVH试验方法的不断改进和优化，为汽车工业的可持续发展做出贡献。
二、NVH试验方法的分类与特点NVH（Noise, Vibration, Harshness）试验是评估汽车乘坐舒适性和产品质量的重要手段。
根据不同的试验目的和测试环境，NVH试验方法可以分为多种类型，每种类型都有其独特的特点和应用场景。
道路试验是最直接反映车辆实际运行状况的NVH测试方法。
通过在真实道路环境中驾驶车辆，可以获取到最接近实际使用情况的噪声、振动和冲击数据。
这种方法的优点是结果真实可靠，能够反映车辆在各种路况和速度下的NVH性能。
然而，道路试验的成本较高，且受天气、路况等外部因素影响较大。
实验室试验通常在室内进行，可以控制试验条件，减少外部干扰。
常见的实验室试验包括：半消声室试验：在半消声室中模拟车辆运行环境，通过调整声源和反射面，可以精确测量车辆的噪声水平。
这种方法的优点是测量精度高，可以排除外部噪声的干扰。
汽车道路试验方法通则
汽车道路试验方法通则汽车道路试验是指在实际道路条件下对汽车进行性能和安全性能的测试，以验证汽车在实际使用中的性能表现。
而汽车道路试验方法通则则是对进行汽车道路试验的基本规范和要求的总称，是保证试验结果准确可靠的重要依据。
首先，汽车道路试验方法通则应当明确试验的目的和范围。
试验的目的是为了验证汽车在实际道路条件下的性能表现，包括但不限于加速、制动、悬挂、转向、通过性等方面的测试。
试验范围应当包括不同类型的道路，不同的路况和气候条件，以确保试验结果的全面性和可靠性。
其次，汽车道路试验方法通则应当规定试验的基本流程和要求。
包括试验前的准备工作，试验过程中的数据采集和记录，以及试验后的数据分析和结论总结。
试验过程中应当注意安全性和环境保护，确保试验过程的安全可控和对环境的最小影响。
另外，汽车道路试验方法通则还应当规定试验所需的设备和工具的要求。
包括但不限于测速仪、数据采集设备、试验道路的要求等。
设备和工具的选择应当符合国家标准和行业规范，确保试验数据的准确性和可靠性。
此外，汽车道路试验方法通则还应当规定试验人员的资质和要求。
试验人员应当具备相关的技术知识和操作经验，能够熟练操作试验设备和工具，确保试验过程的顺利进行和试验数据的准确采集。
最后，汽车道路试验方法通则还应当规定试验结果的评定和报告的要求。
试验结果的评定应当根据相关标准和规范进行，确保评定结果的客观和公正。
试验报告应当真实记录试验过程和结果，包括数据记录和分析，以及结论和建议。
总之，汽车道路试验方法通则是进行汽车道路试验的基本规范和要求，对于保证试验结果的准确可靠具有重要意义。
只有严格遵守通则的规定，才能够保证试验结果的可靠性和有效性，为汽车的性能和安全性能提供可靠的依据。
道路模拟试验方法及过程
➢40年历史 ➢应力-寿命法的延生：1.塑性应变；2非线性应力应变变形 ➢低周疲劳、高周疲劳都适用 ➢预估寿命至裂纹1-3mm止 ➢基于ε-N曲线 ➢常用于地面车辆寿命预估
•线弹性断裂力学（裂纹扩展法）（Linear Elastic Fracture Mechanics）
疲劳过程： 1.压力或应变集中处晶体滑移 2.拉压交变区形成滑移带 3.滑移带强化，裂纹孕育 4.裂纹显现 5.裂纹与加载成正比扩展 6.裂纹扩展过大，试件断裂 （即试件寿命终结）
Crack Size
Fracture
Crack formation phase (no crack present)
Stressdominated crack growth
Alternating Stress, a
Se
103 104 105 106 107 108 Lif e to Failure ( Cy c les )
10
4Cycles to F1a0ilu3Creycles Gerber
to
Failure
Goodman
0
Mean Stress, m
Su
一、道路模拟技术简介
(Kf ≤Kt.)
r
r
一、道路模拟技术简介
➢ 4.道路模拟试验基础理论
•应变-寿命（考虑缺口应力集中等影响） 前提：需知缺口根部位置处的应变
Nominal Strain, e
e e
Tim e
Geometry, Kt
r
Small specimen material data - cyclic stress-strain curve - stabilized hystersis loop
道路试验方案
道路试验方案引言:无论是对于汽车制造商、交通管理部门还是普通驾驶员来说,道路试验都是一个至关重要的环节。
它不仅能够验证新车型或新技术在实际路况下的性能表现,更能有效发现潜在的安全隐患,从而为后续的量产或推广做好充分准备。
因此,制定一份全面周密的道路试验方案就显得尤为必要。
一、试验目的本次道路试验的主要目的有以下三个方面:1. 测试新能源汽车在不同路况和环境下的续航里程、能耗情况。
2. 评估新车型的操控性能、制动效果以及噪音等级。
3. 考核智能驾驶辅助系统在复杂路况下的反应能力。
二、试验流程1. 选定试验路线。
应包括直线路段、弯道、上坡下坡等不同路况,并尽量覆盖城市道路、高速公路、乡村道路等典型场景。
2. 明确测试指标。
根据试验目的,确定需要测量和记录的具体数据,如百公里能耗、0-100/加速时间、制动距离等。
3. 准备测试车辆。
除被测试车型外,还需备有标杆车型作为对比。
所有车辆都需处于最佳状态。
4. 组建测试团队。
应包括资深驾驶员、工程技术人员,并指定现场协调员、数据记录员等工作人员。
5. 开展路测。
严格按计划路线和预定指标进行测试,并及时记录数据。
如遇特殊情况,应采取相应应对措施。
6. 数据分析。
对采集的数据进行整理、分析和对比,并撰写测试报告。
三、注意事项1. 测试路线的选择要全面且具有代表性,考虑不同地域、季节等因素的影响。
2. 各项测试指标需有明确的定义和测量方法,确保数据的准确性和可比性。
3. 所有参与人员要熟知自身工作职责,团队间沟通配合至关重要。
4. 现场安全应作为首要考虑因素,制定应急预案并落实到位。
5. 测试过程中产生的数据应严格保密,防止技术泄露。
总结:一份高质量的道路试验方案是确保汽车产品安全性和竞争力的重要基础。
通过上述流程的实施,我们将全面了解新车型的实际表现,有助于产品的持续优化和改进。
最后,我衷心祝愿本次试验能够圆满成功,为公司下一步的发展注入新的动力!。
轿车车身强度道路模拟试验技术研究
步从引进技术 、 联合开发向 自主开发 的方 向过 渡， 通过引入先进 的设计和试验设备 ， 使开发能 力有 了新 的提高。在 日益激烈 的市场竞争下 ， 求开 要
发 部 门在最短 的时间 内 ， 费最 少 的成 本 ， 计 出 花 设
候状况如何？这些都是设计者应该十分关注 的问 题， 也是确定整个设计 目标的依据。欧洲一些先进 的汽车生产企业 ， 一般都会通过用户调查和实车试 验， 选取一条能够反映典型用户使用状况的试验道 路， 作为新 开 发 产 品 的 耐久 性 试 验道 路 。在 我 国 ， 大多数汽车生产企业并没有形成 自己的检验标准， 国家强制规定的耐久试验又与实际用户使用状况
身连接 处 。
据不完全统计 ， 这些裂纹出现的行驶里程也有
较大的离散性 ， 但大多数集 中在 ｌ Ｏ万 ｋ ｍ左右。除
此之外 ， 我们还对当地 的路面情况以及用户使用状 况作了调查。从道路组成来看 ， 当地属于山区， 郊
区道路很 大部 分 由山路组 成 ， 区 内又有 多条河 流 市
度、 重心加速度 、 减震器位移 、 车身危险截面应变 、 转 向横拉杆载荷等其它物理最进行了测量。
很 低 ， 响 了对道 路 载荷 的分 析 。 影 除测 量 轮 之 外 ， 对 底 盘 加 速 度 、 身 加 速 还 车
了车身某些部位开裂 的问题。为此 ， 在相关地区 进行了信息收集工作。前部车身开裂的部位主要 集 中在 ４处 ：１ Ａ柱根部 ；２ 前纵梁与车身连接 （） （） 处；３ 前部车身空调 出水 口处 ；４ 副车架与车 （） （）
经过 ， 部分路面在路桥接缝处有较高的隆起。从路 面状况来 看 ， 好 的路 面是 新铺 的水 泥 和柏 油路 ， 较
一
结合虚拟迭代技术的整车级道路模拟试验方法
结合虚拟迭代技术的整车级道路模拟试验方法整车级道路模拟试验是在仿真环境中对整车进行道路行驶试验的一种方法。
虚拟迭代技术是一种利用计算机进行虚拟试验的方法，通过反复迭代来逐渐接近真实试验结果的一种技术。
将虚拟迭代技术应用于整车级道路模拟试验中，可以提高试验效率和准确性，从而优化整车设计和调试过程。
整车级道路模拟试验可分为基于等效载荷法和基于动力学模型法两种。
前者以已知的道路激励为基础，构建车辆动力学模型，并计算出等效载荷对车辆产生的响应，从而进行试验。
后者则通过对车辆各部件的建模与集成，再结合道路激励，在仿真环境中进行试验。
虚拟迭代技术首先需要建立车辆的综合模型，包括车身、底盘、发动机、变速器等各部件。
该模型需要考虑各部件之间的相互作用和协同作用，以模拟真实运行状态。
模型建立后，需要进行校正和验证。
校正可以通过与实际试验结果进行对比，进行参数调整并重新模拟。
验证则需要通过不同的试验情况进行测试，以验证模型的正确性。
通过使用虚拟迭代技术进行整车级道路模拟试验，可以大大提高试验效率和准确性。
首先通过虚拟仿真技术，可对不同道路激励情况进行试验，从而较为全面地了解整车在不同道路条件下的表现情况。
其次，在整车设计过程中，可反复进行试验，进一步优化整车的设计和调试，并在满足一定性能指标的前提下，尽可能减小设计成本和开发时间。
此外，由于虚拟迭代技术的高效性和可重复性，可以通过多次试验获得更为准确的试验数据，从而更好地指导整车设计和改善。
总之，结合虚拟迭代技术进行整车级道路模拟试验可以提高试验效率、减少成本和时间，以及提高试验结果的准确性，有望成为未来整车设计和调试过程中的主要方法之一。
车辆可靠性道路模拟试验技术理论基础研究
车辆可靠性道路模拟试验技术理论基础研究[摘要] 车辆的可靠性使衡量车辆性能的重要标准之一,其试验方法也多种多样。
本文介绍车辆可靠性道路模拟试验的几种方法及其有优缺点。
着重介绍时间历程再现法可靠性道路模拟试验的原理。
[关键词] 车辆可靠性试验道路模拟一、引言车辆的可靠性是衡量车辆性能的重要标准之一。
目前,汽车可靠性试验可分为三大类,即实际道路试验、车辆试验场试验和实验室试验。
实验室试验(即道路模拟试验)是在电液伺服技术发展进步的基础上发展形成的一种既可对整车,又可以对车辆零部件进行可靠性验证的一种试验手段。
它可以应用疲劳编辑技术,在整车试验场试验的基础上进一步缩短试验时间,降低试验成本。
由于试验是在室内进行,受环境因素影响较小,加强了试验的可重复性。
特别对于军用车辆的研制、试验而言,室内试验具有更好的保密性。
因此,该种方法已较广泛的应用到车辆的整车及零部件的可靠性试验当中,成为一种最为常用的可靠性验证方法。
并且,随着实验室试验的推广应用,其试验理论与方法也随之得到发展和完善。
目前,已经形成了一套规范化了的试验程序与标准,用以对各种实验室内道路模拟试验进行指导和规范,这更为实验室试验的进一步发展奠定了坚实的基础。
二、可靠性道路模拟试验的理论基础基于功率谱的频域模拟是以相同功率谱的激励引起相同损伤假设和载荷为各态经历平稳随机过程假说为基础,在试验台架上施加随机载荷。
所施加的随机载荷的功率谱与真实工作载荷的功率谱相同。
这种方法在可靠性道路模拟试验兴起的初期被广泛应用。
由于车辆零部件的疲劳损坏强烈依赖于所经历载荷历程的幅值,因而基于各种分类技术方法编制载荷谱,进行幅值域模拟的试验方法就得到了广泛的应用,即基于计数统计的幅值域模拟。
按照载荷计数时计数方法所不同,可以单参数和双参数计数两大类。
国际上普遍采用的多级法(也称程序块加载法)就是在幅值域进行模拟的方法。
单参数计数法包括峰值计数法、跨越峰值计数法、穿级计数法、变程计数法等。
汽车道路试验课件
环保设施
具备相应的环保设施，如废水处理设 备、废气处理装置等，确保试验过程 中的环保要求。
06
汽车道路试验发展趋势与挑战
新技术应用与设备更新
总结词：持续创新
详细描述：随着科学技术的不断发展，新技术在汽车道路试验中得到广泛应用，如物联网、大数据、人工智能等。这些新技 术的应用使得汽车道路试验更加高效、精确和可靠。同时，试验设备的更新也日新月异，高性能计算机、高精度传感器、高 效能执行器等设备的引入，使得汽车道路试验的精度和效率得到进一步提升。
3. 验证法规符合性：验证车辆是否符合 国家及地方政府的法规及标准。
2. 检测质量问题：发现车辆在生产或设 计中的问题，例如零部件的耐用性、可 靠性等。
目的
1. 评估车辆性能：通过实际行驶测试， 评估车辆的动力性、经济性、制动性、 NVH性能等。
试验分类与项目
02
01
03
试验分类
1. 定型试验：在新车开发或改型设计完成后进行，以 全面考核车辆的性能指标。
包括制动效能、制动稳定性等测试。
4. NVH性能试验
包括噪音、振动、平顺性等测试。
试验标准与规范
国家标准
GB（国家强制标准）和GB/T（国家推荐标准）等。
行业标准
如JT（交通行业标准）、QC（汽车行业标准）等。
企业标准
汽车企业的自定标准，用于指导生产和试验。
02
汽车道路试验设备与工具
试验场地与设施
试验后数据处理
数据处理规范
制定数据处理流程和规范，确保数据处理结果的 准确性和可靠性。
结果评估与优化
根据数据处理结果，对试验结果进行评估，提出 优化方案和建议。
数据整理与分析
模拟测速方法
模拟测速方法
模拟测速方法是一种常用的测速手段，通常用于测量车辆的速度。
这种方法通过模拟车辆在道路上行驶的情况，来估算车辆的速度。
下面将详细介绍模拟测速方法的步骤和注意事项。
首先，选择一个适合的道路段落进行模拟测速。
道路应该是平
坦且直线的，没有交通信号灯和其他交通设施，以确保测速的准确性。
其次，确定一个固定的起点和终点。
起点是测速开始的地方，
终点是测速结束的地方。
在起点处设置一个标志物，用于标记起点
的位置。
然后，选择一个合适的车辆进行模拟测速。
车辆应该是在正常
行驶状态下，驾驶员应该按照交通规则行驶，不要超速或者违规驾驶。
接着，通过计时器或者其他测速设备来记录车辆通过起点和终
点的时间。
开始计时时，车辆从起点处出发，经过终点处结束计时。
最后，根据车辆通过起点和终点的时间计算车辆的速度。
速度
的计算公式为：速度= 距离 / 时间。
通过测量起点和终点之间的距离，以及车辆通过这段距离所用的时间，就可以计算出车辆的速度。
需要注意的是，在进行模拟测速时，要确保测量的距离和时间
是准确的。
同时，要注意安全，确保车辆和驾驶员在进行测速时不
会受到任何危险。
总的来说，模拟测速方法是一种简单有效的测速手段，可以帮
助我们快速准确地测量车辆的速度。
通过正确的操作和注意事项，可以确保测速结果的准确性和可靠性。
汽车道路试验方法通则
汽车道路试验方法通则一、引言。
汽车道路试验是评价汽车性能和安全性的重要手段，通过科学规范的试验方法可以准确地获取汽车在不同道路条件下的性能数据，为汽车设计、制造和使用提供重要参考。
本文档旨在制定汽车道路试验的通则，以规范汽车道路试验的方法和程序，确保试验结果的准确性和可比性。
二、试验范围。
汽车道路试验包括但不限于车辆动力性能、悬挂系统、制动系统、转向系统、通过性能、稳定性、舒适性等方面的试验。
试验范围涵盖了城市道路、高速公路、山区道路、湿滑路面等多种道路条件。
三、试验方法。
1. 车辆动力性能试验。
车辆动力性能试验包括加速性能、制动性能、爬坡性能等指标的测试。
试验时应选择符合国家标准的道路进行，测试车辆在不同速度下的加速、制动表现，以及在不同坡度下的爬坡能力。
2. 悬挂系统试验。
悬挂系统试验主要包括车辆在不同路面条件下的悬挂系统工作情况，如颠簸路面、减速带、高速公路等。
通过对悬挂系统的试验，可以评估车辆在不同路况下的舒适性和稳定性。
3. 制动系统试验。
制动系统试验包括制动距离、制动稳定性、制动性能在不同路面条件下的表现等内容。
通过试验可以评估车辆在紧急制动情况下的制动效果和稳定性。
4. 转向系统试验。
转向系统试验主要包括车辆在不同速度下的转向灵活性、转向稳定性、转向舒适性等指标的测试。
通过试验可以评估车辆在不同路况下的转向性能。
5. 通过性能试验。
通过性能试验包括车辆在不同路面条件下的通过能力，如爬坡通过、侧坡通过、水箱通过等。
试验时应选择符合国家标准的道路进行，测试车辆在不同路况下的通过能力。
6. 稳定性试验。
稳定性试验主要包括车辆在高速行驶时的稳定性、紧急避让时的稳定性等内容。
通过试验可以评估车辆在紧急情况下的稳定性和控制性能。
四、试验程序。
1. 试验前准备。
在进行试验前，应对试验车辆进行全面检查和保养，确保车辆在良好的状态下进行试验。
同时，应选择符合试验要求的道路和环境进行试验。
2. 试验过程。
车辆道路模拟试验测试技术
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald104通常而言，车辆荷载测试以及载荷谱编制，能够为车辆以及其相关零部件的疲劳性试验提供科学的加载方式。
同时，这一测试过程也为车辆结构的疲劳寿命系统估测提供了一种科学的依据。
因此，该文主要结合我国国产B型轿车前桥为研究测试对象，在标准的E V P车辆模拟试验路上采集相关的运行信号以及编制行车荷载及载荷谱样本。
在此基础上，基于远程参数控制技术，对车辆道路模拟试验过程中的载荷谱进行构建，以此全面系统测试车辆的运行性能，以便对其整车结构和相关零部件进行改进设计与优化。
1 车辆道路模拟试验行车荷载分析通常车辆行驶中，车辆加减速、转向和制动等以及驾驶员习惯等因素会使行车产生外部动态荷载，此时的信号频率属于0.65 H z的低频信号；另一方面，道路技术等级以及材料铺装程度和使用周期、维护管理情况等也会使对行车施加外部动态荷载，此时的信号频率属于大于0.65 Hz的高频信号。
因此，行车在实际运行中，外部动态荷载会随着时间的不断变化而变化，其中大多荷载为随机外部动态荷载。
因此，会使汽车在行驶过程中的相关零部件产生不规则荷载，从而引发疲劳损伤[1]。
2 收集与获取车辆道路模拟试验的载荷谱及信号2.1 采集车辆道路模拟试验的载荷谱该次模拟试验全程在E V P 标准试验道路中进行，主要收集车辆在行驶中路面的实际状况信号，并按照一定比例将信号放大，相当于汽车在标准测试道路中进行运行，缩短测试周期。
为了防止车辆驾驶员不良驾驶习惯对行车荷载测试造成影响，因此安排3名专业驾驶员在此标准测试道路中随机进行15次循环测试，从而科学收集相关测试信号。
2.2 确定迭代控制点参数对于B级FF型前轮驱动以及发动机前置的轿车而言，车辆传动系以及悬架和转向系、发动机中的相关动力荷载全部需要由车辆的前桥来承担。
因此，道路对车辆前桥造成的动态激励是构成车辆行车过程中疲劳性损伤的主要因素之一。
聚焦汽车道路模拟试验技术
的响应 功率 谱达 到预 定 的要 求 。 由于 汽 车零 部 件 疲 劳破 坏 强 烈 地 依 赖 于 载荷 的幅 值 ，基 于各 种
分 类计 数方 法编 制成 载荷谱 进 行幅 值域 模拟 的试 验 方法 就得 到广 泛 的 应 用 。按 照载 荷统 计 时计数 方 法 的不 同 ，可 以分 为单 参 数和 双参 数计 数 两大类 。 峰值计 数 法 、跨 均值 峰值 计 数法 、穿 级计 数 法 、变程计 数
键 。传 统 的汽 车 测 试是 在 现 实行 驶道 路 上 进 行
大 量 的试 车 ，这 种 试验 最 接近 用 户 的 实际 使 用
情 况 ，但 对于 汽 车 的实 际 使用 寿 命 来说 ，往 往 需 要很 长 的行 驶 里 程 ，有 的甚 至 达 到 百万 公 里 以上 ，这 通 常会 花 费数 年 的 时 间 ，因 此在 新 车 型 开发 中就限 制 了这 个试 验手 段 的使 用 。在 实
聚 焦 汽 车 道 路 模 拟 试 验 技 术
浙 江大 学机 械 工程 学系 教授 陈 章位
ＡＰＰｌ ｉ ｏｆ ｏａｄ ｓ ｍ ｕｌ ｉ ｔ ｉ ｒｏｎ ｃａ ｒ ｉ ａｒｏｎ ｅｃｈｎｉ ｑＵｅ ｉ ｅｓ ｒｃｔ ｂｙ ｒ ｓ ｒ ｔｉ ｅｄ ｔ ａｄｉｉ ｔｏｎａｌ ｖｅｈｉ ｅ ｃｌ
ｏ０ ｛ Ｏ 三 ；
① ＝＝１ Ｒ， ｉｊ① ０ ｌ］ Ｉ．
＝ ｉ － 富
＝ １ ｉ ＿ ＯＩ
随 言
寻 羹
发 及 其 重要 零 部 件性 能 检 测 中 占有极 其 重 要 的 地 位 。 目前 ，汽 车道 路 模拟 试 验 在 新车 型 、新 技 术 、新 材 料 的开 发 和 验 证 方 面 起 着 巨大 作 用 ，各汽 车 零 部 件厂 家 对所 生 产 的零 部 件 及汽
道路模拟试验系统介绍
道路模拟实验案例
X－Y 轴位置自动调整系统
道路模拟实验案例
长效振动试验机
12/16 通道模拟机
英斯特朗KPX型号大载荷液压万能试验系统
600kN-3500kN 试验力测量范围： 主机重量： 2230kg-14300kg
最大试验力： 3500kN
有效拉伸空间： 1086mm-2540mm 仪器种类： 液压万能试验机(WE)
1.4 国内其他检测、设备制造单位
国家机动车质量监督检验中心（重庆） 广东汽车检测中心有限公司 宁波汽车零部件检测中心 中检集团汽车检测股份有限公司 海南热带汽车试验有限公司 沈阳市肇工机动车检测有限公司 华测检测技术股份有限公司 杭州汽车综合性能检测中心有限公司 漳州科能机动车辆检测有限公司 江苏国信机动车零部件检测有限公司 南京中通机动车检测有限公司 北京天龙大田机动车检测有限公司 合肥夏阳机动车辆检测有限公司 四川质信车辆检测有限公司 亚胜通实业发展有限公司
国家汽车质量监督检验中心（襄樊）暨襄樊达安汽车检测中心
经中国实验室国家认可委员会认可和授权的具有独立法律地位的第三方检测 /校准实验室，先后获得国家质检总局、国家环保总局、国家发改委、国家认监 委等政府主管部门的以下认可和授权： • 国家级汽车质量监督检验中心 • 国家级汽车试验场 • 国家级汽车新产品鉴定定型及强制标准检验机构 • 国家指定的强制性产品认证检测机构 • 国家级新生产机动车噪声和排放污染检测机构 • 国家指定的缺陷汽车产品检测和实验机构 • 中消协签约缺陷汽车产品检验机构 • 汽车专用仪器和汽车检测线的校准实验室 • 汽车产品认证检测机构和科研成果技术鉴定试验机构 中心共有员工217人，拥有仪器设备722台套，试验室面积2.77万平方米，综 合性汽车试验场占地167.1万平方米，在用资产3.4亿元。能够承担汽车整车、农 用运输车、发动机、底盘、车身附件、机动车仪表、机动车灯光电器、非金属制 品、摩托车等各种产品的检测及汽车专用测试仪器的校准，并能够提供汽车测试 仪器设备的设计开发等。
乘用车悬架系统道路模拟试验技术
采用 Miner理论对各级应力循环造成的损伤进行累加
2）控制采集点的选取应尽可能与某一激励载荷成
[1]
来得到各单元的疲劳寿命值 。估算完待测悬架系统的
线性关系，而与其它激励载荷成正交关系，以便于迭代
疲劳寿命后，就可以判断各零部件的台架模拟迭代结 能够尽快收敛。
果和实际试车场路试结果的损伤误差。
' 载荷谱采集
室内道路模拟试验不受天气、人力及场地因素影
悬架在整车结构上处于车轮与车身之间，功能上
响，在室内又能够方便地进行一些研究和解决发现的 承载着乘客、车身、发动机、变速箱等质量，同时在道路
实际问题，因此道路模拟试验在产品开发中占有重要 行驶中直接承受着地面对车轮的作用力。当汽车在路
地位。目前，室内道路模拟试验主要是指整车道路模拟 面上行驶时，车轮所受的力可以分解为垂直力、侧向
! "#$%& 理论
程和精度的传感器合理安装在目标车辆上。其中，信号 采集点的选择原则通常为：
Miner理论是线性疲劳累积损伤理论中的一类，由
1）尽量选取靠近台架各通道激励点的位置作为控
于文章研究的某乘用车后悬架系统所受的载荷较小， 制采集点，这是考虑到离激励点越远，系统的非线性越
产生塑性变形的趋势也比较小，属于高周疲劳范畴，故 大，模拟精度越低的缘故；
技术聚焦
另外，为了保证载荷谱数据的准确性和有效性，还
要防止采集到的数据发生信号混淆现象，所以数据采
[3]
集频率必须满足采样定理 。根据实际情况，结合采样
定理，最终选定试验数据采集频率为 512Hz。
数据处理
图 某悬架系统道路模拟试验台
模拟迭代过程和驱动信号迭代
迭代过程
智能网联汽车封闭道路测试评价方法及要求
智能网联汽车封闭道路测试评价方法及要求智能网联汽车是指通过车辆之间的通信和与道路基础设施的互联，实现车辆之间、车辆与道路及交通管理中心之间的信息共享与交互操作，以提高道路安全性、交通效率和行驶舒适度的一种汽车技术。
而封闭道路测试是智能网联汽车研发过程中的重要环节，用于评价车辆在封闭道路环境中的各项性能和功能。
以下是关于智能网联汽车封闭道路测试评价方法及要求的一些建议。
一、封闭道路测试评价方法1.道路环境仿真：将封闭道路环境进行数字化建模，并在仿真环境中进行智能网联汽车的行驶模拟，以评估车辆在不同道路条件下的性能表现。
2.试验场实验：利用封闭试验场进行真实道路环境模拟，进行智能网联汽车的性能测试，并记录测试数据，进行后续分析和评估。
3.车辆追踪与通信记录：通过GPS、摄像头等技术，对车辆的行驶轨迹进行追踪和记录，同时记录车辆与其他车辆、道路基础设施和交通管理中心之间的通信情况。
4.故障模拟与处理：模拟车辆在封闭道路环境中可能遇到的各种故障情况，测试车辆的故障处理能力和系统的容错性。
5.安全性评估：评估车辆在封闭道路环境中的安全性能，包括制动距离、行驶稳定性、避撞能力等。
6.人机交互评价：评估车辆的人机交互界面设计是否合理，是否易于操作和理解。
二、封闭道路测试评价要求1.安全性要求：车辆在封闭道路环境中的行驶应保证安全，能够及时发现并避免可能的事故危险。
2.故障处理能力要求：车辆在发生故障时应具有自主判断并进行相应处理的能力，提高车辆的安全性和可靠性。
3.通信稳定性要求：车辆之间以及车辆与道路基础设施和交通管理中心之间的通信应保持稳定，确保信息的及时传递和处理。
4.驾驶辅助功能要求：车辆应具备基本的驾驶辅助功能，包括自动巡航控制、预警系统、自动跟随等，提高驾驶的便利性和舒适性。
5.数据分析与改进要求：对测试数据进行详细分析，提取有效信息，并进行系统改进，不断提升车辆的性能和功能。
6.车辆自身的参数要求：车辆应满足封闭道路测试的相关技术规范和标准要求，包括车身稳定性、制动性能、车速限制等。
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汽车道路模拟试验技术
随着汽车产业的迅猛发展，汽车可靠性方面的研究愈来愈显得尤为关键。
传统的汽车测试是在现实行驶道路上进行大量的试车，这种试验最接近用户的实际使用情况，但对于汽车的实际使用寿命来说，往往需要很长的行驶里程，有的甚至达到百万公里以上，这通常会花费数年的时间，因此在新车型开发中就限制了这个试验手段的使用。
在实验室内进行汽车道路模拟试验，运用可靠性试验技术能够克服传统汽车测试的缺点，提高汽车测试的效率，汽车道路模拟试验在新车型开发及其重要零部件性能检测中占用极其重要的地位。
目前，汽车道路模拟试验在新车型、新技术、新材料的开发和验证方面起着巨大作用，各汽车零部件厂家对所生产的零部件及汽车总装厂在采购、装配前均需对零部件进行道路模拟振动环境试验，以考核零部件的可靠性及环境适应性能。
在室内进行汽车零部件道路模拟试验，可以排除气候等因素的影响，大大地缩短试验周期和节约资金，并且试验的可控性好，试验结果的重复性强、精度高，便于对比，使汽车零部件的开发周期缩短，具有重要的工程应用价值。
1．汽车道路模拟方法
汽车道路模拟试验方法按载荷谱划分包括：基于功率谱的频域模拟、基于统计基数的幅值域模拟与时域波形复现。
汽车在行驶过程中，汽车零部件承受着复杂的随机载荷。
根据载荷是平稳随机过程和相同功率谱的激励产生相同损伤原理，在试验台架上施加随机激励，使其产生随机载荷的功率谱与真实载荷的功率谱相同，这种方法称为频谱复现模拟。
早期的功率谱复现是采用模拟式随机信号发生器的试验台，通常是截取一定的频段，在此频段内选取n个能量集中的频率点，分别作为n个随机发生器的中心频率，并以不同的带宽产生随机信号，然后经过加法器、比例器、延迟器等加以不同的组合，使之接近于真实工作载荷的功率谱。
随着DSP技术与计算机技术的发展，数字式振动控制器完全取代了模拟式，通过数字量化技术将振动信号转换成数字信号，利用快速傅立叶变换技术，将振动时域信号转换成频域信号，并在频域内完成均衡修正，使得控制点的响应功率谱达到预定的要求。
由于汽车零部件疲劳破坏强烈地依赖于载荷的幅值，基于各种分类计数方法编制成载荷谱进行幅值域模拟的试验方法就得到广泛的应用。
按照载荷统计时计数方法的不同，可以分为单参数和双参数计数两大类。
峰值计数法、跨均值峰值计数法、穿级计数法、变程计数法等属于单参数的计数方法，采用这种计数方法得到载荷的频次直方图后，就可以编制成载荷谱。
为了消除高低载荷次序的影响，通常在程序块中安排得高低交错，并减小每块的容量，单参数计数方法的缺点在于没有计及应力均值的影响，没有考虑到应力与应变的真实关系。
为了解决这些问题，发展出了双参数计数法，如峰－谷计数和雨流计数法。
其中雨流计数法是根据所研究的应力—应变行为进行计数，是国内外普遍认为附合疲劳损伤规律的一种计数方法。
为了消除载荷顺序的影响，无论是单参数或双参数计数法，都需要由计算机控制进行随机的抽取，使得载荷谱更加接近随机信号。
时域波形复现就是在时域内复现汽车道路行驶时所承受的载荷波形。
从理论上讲，它是最为“精确”的模拟试验，它真切地描述出频域里的功率谱密度函数和幅值域里统计分析结果。
因此，这种模拟试验方法的优越性是显而易见的。
时域波形复现的道路模拟方法是汽车道路模拟的重点研究方向，本文欲对该项技术作重点阐述。
2．时域波形复现技术
时域波形复现技术是在电液伺服振动试验台上以稳定的精度模拟不平路面激励下产生的振动响应。
该方法首先需要获取实际工况下整车或其零部件上关键部位的振动响应信号，
根据不同的试验目的对获得的信号进行处理，形成要在试验室内模拟再现的时间历程，以这个时间历程作为目标信号；其次通过白噪声激励试验系统识别出整个试验系统特性；根据系统特性与目标时间历程信号产生初始的驱动信号，然后通过迭代实时计算每一步控制量，在振动台架上再现期望的时间历程。
时域波形复现技术的整个流程如图1所示，由图可见，整个过程主要由几个步骤组成：
图1 时域波形复现技术流程
（1）目标时间历程的获取。
测量获得实际运行条件下的目标时间历程数据是进行时域波形的前提，利用测试仪器将汽车行驶状态的载荷记录下来，然后对其进行编辑整理形成目标时间历程数据。
（2）系统频响识别。
准确快速地识别系统频响函数矩阵是道路模拟的基础，其结果好坏将直接关系到整个试验的成功与否。
道路模拟试验的系统是一个多输人多输出MIMO线性时不变的振动系统，因此可通过构造一个对角线元素非零，非对角线项全为零的谱矩阵，同时对所有的激振点施加互不相关的随机激励信号来识别MIMO系统的频响函数阵。
如果我们知道系统的输人和系统的输出，则有：用白噪声信号通过电液伺服控制系统驱动机械液压装置，对试验系统加载，据此计算输入谱、输出谱及互谱，求得试验系统的频率响应函数。
（3）目标信号模拟。
利用频响函数矩阵和期望的目标时间历程信号计算出再现该目标信号所需的驱动信号。
由于这些非线性因素的存在，使得用根据线性系统假设计算出的驱动信号去激励系统时，得到的响应与期望响应存在很大误差。
为了消除非线性的影响，需要使用迭代的方法，逐步修正驱动信号，使系统的响应逼近于期望响应信号。
3．汽车道路模拟控制系统
汽车道路模拟试验控制系统是进行道路试验的核心，当前国内各汽车厂家的道路模拟试验的控制系统基本上是进口的，主要有美国的MTS和德国的SCHENCK公司的产品，它们大都购于20世纪90年代的中期以前，存在着磁带机数据储存和共享不方便、无法利用外部数据分析软件、信号分析处理通道数量不足、难以扩展、接口难等问题。
特别是随着计算机技术的发展这些问题愈显突出，解决这些问题通常只能将所有的控制系统软硬件一并更换，因此代价是十分昂贵的。
研究我们国内自己的道路模拟试验控制系统是势在必行，它是突破技术垄断和掌握具有自主知识产权的道路模拟控制系统的必然之路。
图1是汽车道路模拟试验
现场，它综合了电子、伺服液压、数字计算机等现代高新技术。
图2 汽车道路模拟试验现场
由于电液振动台具有承载能力强，响应速度快，易于控制，运行平稳等优点，道路模拟振动试验系统多采用电液振动台控制。
图3所示是电液伺服道路模拟试验系统框图，它主要
图3 道路模拟试验系统框图
包括四大部分：（1）油源：为液压系统提供动力；（2）伺服激振系统：根据输入信号完成对试件的激振；（3）伺服控制系统：根据时域波形复现系统输出的驱动信号和道路模拟振动台运动参数反馈信号，实现伺服激振系统的闭环控制；（4）振动控制系统：完成试件响应信号的采集，并根据目标信号经多次迭代计算产生相应响应的驱动信号。
其中伺服控制系统与振动控制系统是实现道路模拟试验的关键。
杭州亿恒科技有限公司与浙江大学流体传动与控制国家重点实验室合作，在电液伺服控制系统与振动控制系统设计与开发方面积累了丰富的理论与系统开发经验，并推出了市场化UCON系列的振动控制器，在电液伺服控制系统研发方面能够为用户量身定制设计方案与相应产品开发，已经为厦门大学与北京等用户提供了相应的技术与产品服务，赢得了用户的广泛赞誉。
道路模拟振动台控制系统框图。