LMS TecWare疲劳载荷处理软件

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应用LMS测试系统进行整车道路模拟疲劳耐久试验载荷谱研究

应用LMS测试系统进行整车道路模拟疲劳耐久试验载荷谱研究1 前言道路模拟试验是一种室内试验技术，随着随机理论、控制技术和计算机的发展，整车道路模拟试验设备也日趋完善，是考察车辆道路可靠性试验的重要手段之一，且具有试验周期短、重复性和可控性好、不受天气限制等优点，能够满足各种波形再现振动试验，是汽车开发的一项重要技术[1]。

室内道路模拟试验的主要原理是：根据用户实际道路和试验场道路对车辆的等效损伤，选择合适的试验场路面，采集汽车轴头或者车身加速度等响应信号，将采集的信号进行编辑处理，获得合适的载荷谱原始信号；运用远程控制技术，将载荷谱原始响应信号作为期望信号，利用控制软件设置白噪声驱动信号，计算出台架的频率响应函数；由采集的原始信号，经过迭代，最终求出与路面激励等效的驱动信号；最后分析原始响应信号与试验台架得出的响应信号损伤比较，从而得到试验场道路最终循环次数，将驱动信号输入，进行整车疲劳耐久试验[2]。

近年来，对乘用车道路模拟强化坏路研究相对较少，且不同的设备的技术性能都有着较大的差别，试验准备要求较高，对于试验过程中的一些问题缺乏经验。

本文详细说明了试验准备的要求；应用LMS系统中的Xpress进行路谱的采集，并介绍运用Tecware编辑和处理原始信号的技巧方法及原则；并且在迭代完毕后对载荷谱原始信号与台架目标响应信号进行损伤对比，确定最终的试验循环次数。

2载荷谱的采集要进行台架试验首选要进行载荷谱的采集，实验台为四通道道路模拟试验台，因此需要采集汽车轴头位置处的加速度信号，以轴头对应的车身的侧位置作为过程辅助参考点，如图1、2所示：图1左前轴头加速度传感器安装位置图2车身加速度传感器安装位置传感器的安装原则是不论在车身还是在车轮上，传感器尽量布置在汽车的刚体位置，能够准确反映路面不平度；传感器的测量方向要尽量与车轮或车身的振动方向保持一致；确保传感器固定牢固，传感器及传感器走线不与车辆各部位产生干涉；对各传感器布置位置进行拍照，以便与台架试验时传感器保持一致[3]。

常用结构疲劳分析软件的对比

常用结构疲劳分析软件的对比结构的疲劳破坏是其主要的失效形式，结构的疲劳强度和疲劳寿命是进行结构抗疲劳设计、强度校核的重要内容。

随着计算机技术和有限元技术的发展，结构疲劳分析方法在各个行业得到了广泛的应用,出现了多种疲劳分析软件。

常见的有：FE-F a t igue. FE-safe. M S C-Fatigu e、Nsoft 系列和WinL I FE 软件。

这些软件分别由不同的公司推出，其中FE-Fatigue和Nsoft软件是山英国的Ncod e公司推出的；MSC-Fa t igue软件是山Nc o de和MSC公司合作开发的疲劳分析软件；FE-safe软件是由英国的Sa f e T e chnolog y公司开发的;Wi n LIFE软件是由德国的Steinbe i s TZ交通中心开发的。

从以上可以看出，可以认为U前疲劳分析软件主要提供商是N soft公司、Saf e T e c h no 1 og y公司和S t e inb e is TZ交通中心这三个单位。

所以，我们把对比的对象选择为这三家单位的最新推出的疲劳软件，分别为：Ncode ICE f ilow系列的gly p h work、FE-safe5. 2版和W i nLIFE 3. 2版。

疲劳分析软件之间的差异主要表现在五个方面:操作、接口、可视化、功能和价钱。

疲劳分析软件一般作为有限元软件的后处理来进行结构的疲劳分析，需要把有限元的结果文件导入进行分析, 和訂前广泛使用的用限元软件的良好匹配是很重要的;疲劳分析软件是否能为工程师提供满意的解决实际问题的工具是一个十分关心的问题。

所以在这里主要对比的内容是:接口和功能部分。

操作和可视化也有所提及。

至于价钱不在分析的范围之内。

1、三种软件接口的比较1.1Nsoft软件的接口在Nsoft软件中，可以直接将有限元元软件的计算结果直接倒入到软件中，并能直接读出模型的材料和单元分组、以及应力的信息。

全球领导者FloEFD.15.0.3359+FloTHERM.XT.2.3+Flowmaster.v7.9.4

（10）Visualizer模块
主要用于疲劳结果的结果后处理。生成报告，寿命云图，损伤云图等。
FEMFAT 疲劳分析结合广泛应用有限元程序如NASTRAN, ABAQUS, ANSYS, I-DEAS, MEDINA, PATRAN, PRO/MECHANICA。确保完整和方便的集成到客户的CAE流程,常用接口来多体、优化和测量系统集成(ADAMS, SIMPACK, TOSCA, RPC, LMS-TecMath, DIAdem)。FEMFAT是一套面向工程开发的疲劳强度分析和优化的软件，凝聚ECS多年的工程开发实际经验，并经过大量用户的使用验证，其算法不仅可行，而且结果可靠。
项目整合，促进清晰沟通。
各种各样的行业标准格式支持直接
数据的三维场景的导入，和蝙蝠还允许数据从
远程操作车辆，船舶或其他实体，以可视化的
实时。
OASYS.Suite.13.0.WINDOWS.LINUX
我们已经和利弗莫尔软件技术公司工作（LST），LS-DYNA的开发商，在过去的二十年中，这个强大的分析工具有深入的了解。在这期间我们也参与开发的一些特点，在LS-DYNA如安全带系统建模、分期建设，以及各种材料模型。OASYS LS-DYNA环境软件
CADopia.Professional.v16
如果你不需要高级的特性,比如VSTA(Visual Studio工具应用程序),逼真呈现,和视觉基本工具,标准版是正确的产品给你。CADopia 16是完美的CAD工具,工程师,建筑师,设计师,教育者和学生——几乎任何人创建或使用CAD图纸。标准版是足够的,如果你的需求是有限的基本绘图、尺寸标注和注释。
AVL.CRUISE.V2015.0－车辆动力学仿真分析平台

LMS寿命预测软件帮助宝马集团优化车辆耐久性并减轻总重量

LMS寿命预测软件帮助宝马集团优化车辆耐久性并减轻总重量在20世纪90年代初期和中期，汽车公司通常仅提供少数基本模型。

而面临今天激烈的市场竞争，汽车制造商们必须能够提供多种类型的汽车和变型版本，才能满足广大消费者不断变化的品味和时尚追求。

与此同时，汽车制造商还要继续保持产品的高品质，并不断减轻车辆的总体重量。

新设计方案的不断增加已经使耐久性试验设备的使用达到了极限，这成为制约汽车制造商开发新设计的瓶颈。

为了解决这一问题，BMW集团已经在其核心开发进程中集成了LMS寿命预测软件。

尽管面临着产品种类不断增加的实际问题，但BM W集团的物理样机数量并没有增加。

系统级耐久性仿真技术结合专门的分析和可视化功能为BMW集团工程师、设计团队和主要供应商之间构建了一个有效的交流合作平台。

这样，BMW集团的汽车开发周期明显缩短，特别是对变型产品。

消除试验瓶颈具有良好的耐久性对于激烈的汽车市场竞争来说是极为重要的。

与安全相关的部件绝对不能出现问题，当然，部件的整体疲劳寿命必须能让客户满意，并能保证对客户的承诺。

工程师设计的部件和系统，必须能够承受指定的工作载荷，预定的工作周期以及某些错误使用。

另一方面，车辆设计还要重量轻以降低制造成本，同时具有经济型燃油消耗，并满足排放标准。

决定性疲劳寿命设计，由于其复杂性和需求之间的相互冲突，并主要依赖于无数的物理样机试验和模拟试验，因此常常是非常耗时和高成本的流程。

由于试验结果不满意而修改的设计最终将导致设计新的物理样机，重新进行试验。

整个过程重复进行直到符合所需求的疲劳寿命。

薄弱焊点和正确设计的确定必须经过多次的构建-试验-重设计这样的循环过程。

通常情况下，有很多排气系统的试验，特别是进行整个系统评估时，例如轴装配，悬架系统，刹车装配或者动力总成系统。

BMW集团目前提供的车模型数量是15年前的两倍，还有很多变型版本。

例如，宝马3系列车型具有汽油或柴油发动机，自动和手动传动系统，后轮和四轮驱动，以及像敞篷车或旅行车等不同的车体设计。

NCode软件简介

NCode软件简介Ncode 工程一体化疲劳设计软件nCode提供复杂的工程软件及服务，让用户能够在工程设计中有效地管理产品的耐久性。

nCode采取了开放的方式并与世界领先的供应商建立了密切的合作关系，已满足用户的需要。

nCode与MSC.Software,MTS,PTC,Altair Engineering,SDRC,ANSYS,HKS等公司保持着积极的关系。

许多世界领先的FEA产品，其疲劳寿命预报部分如MSC.Fatigue,Pro/ME-CHANICA.Fatigue Advisor,MTS RPC-Pro，均由nCode为其提供技术核心。

nCode是AEA科技上市公司集团的成员公司，该集团在全世界拥有4000多名不同学科和工程服务业务的雇员.当所设计的产品承受周期性载荷时，即使其所受应力完全处于静力安全标准之内，也可能发生失效。

这种失效形式-疲劳，经常主导着产品的结构设计。

Nsoft软件，现在的公司都保存了巨大的试验测量数据，要把这些数据转换成产品研发时的决策信息仍然是一个很大的挑战。

nCode是一个可视化和能处理大容量信号数据的强大的软件解决方案，在给出结果时抓住最佳可行点并增加数据处理效率。

数据更合理、更迅捷多平台nSoft环境允许从多方导入数据，包括SoMat数据采集器，遥感勘测设备和环境监控设备，还可利用nSoft波形生成器创建数据，从ASCII和二进制数据格式转换数据。

在nSoft中能得到强有力的确认方法和分析功能。

自动的完整分析过程能使工作效率显著提高。

表征、校验和加速分析nSoft提供成熟的时域和频域分析方法以细察、校验数据的完整性。

nSoft经过精心的设计能够迅速处理大规模文件和大量数据；nSoft能在几秒钟内以MTS RPC―III、SoMat SIF或nSoft DAC格式显示一百万个点和大规模时间历程。

还能够去除不规则的平均漂移或尖峰信号，手工编辑信号，或自动操作处理大量数据。

LMS_TecWare疲劳载荷处理软件

疲劳载荷处理软件（LMS TecWare）技术指标✓系统要求-操作系统：WindowsNT/2000， HP UX， SGI， Sun 工作站✓任务管理和载荷时间历程管理（TecWare Kernel 模块）-同时读入不同格式的多个文件中的任意多个时间历程，单个或多个同时显示、编辑-时域信号编辑功能：同时对多个通道进行积分、微分、时间段剪切/粘贴、偏移/零点漂移初步矫正、数据平滑、函数生成时间历程信号、自动选择时间段…-可轻松地将时域信号在几种格式之间相互转换-袖珍计算器和逻辑操作功能，根据数学函数生成时间历程-桌面管理器用来管理所有数据对象并监控分析任务-结果自动添加到当前桌面管理器中-完全可自定义的用户界面（如菜单、按扭等）✓疲劳计数（TecWare FatiCount 模块）-Rainflow（雨流），Range pair（程对）、level crossing（穿级）, symmetrical level crossing（对称穿级）, Peak Count（峰值计数）III …-一次批作业设置可以处理多个时间历程和通道-交互式设置处理参数-预定义的通用参数（滤波带宽、分级数、结果储存方案等）✓基于雨流矩阵的基本编辑和处理、重构为时间历程（TecWare RainEdit 模块）-编辑雨流矩阵和雨流计数留数：改变分级大小和个数，对行/列/点/对角线进行计数值的修改/删除-基于雨流矩阵的时间历程重构，进行加速模拟试验✓基本的疲劳寿命估计(Falancs Strain & Stress 模块)-根据应变时间历程和材料特性计算该点的疲劳寿命，可以是应变片测得的时间历程-根据载荷时间历程、应力集中系数和材料特性计算该点的疲劳寿命-应力法和应变法多种损伤准则、均值校正-可更改材料特性并存为新材料✓基于雨流矩阵的载荷组合和外推（TecWare RainExtra模块）-雨流矩阵的组合、叠加、差别比较等-由短的时间历程生成雨流，外推到更长的使用工况-扩展为更苛刻的载荷数据（更粗暴的驾驶员、更恶劣的试验路段等）✓耐久性试验信号处理(TecWare durability signal processing 模块)-提供处理时域信号常用的谱分析和附带交互式滤波器设计工具的频率滤波功能-快速富氏变换（FFT）和逆变换，功率谱密度函数、频率响应函数、相干函数-交互式滤波器设计工具：低通、高通、带通和组合式✓高级耐久性试验信号处理(TecWare Advanced durability signal processing 模块)-检测信号异常、显示时域信号趋势。

MSC系列软件介绍

MSC.Software 公司的产品被广泛应用于各个行业的工程仿真分析，包括国防、航空航天、机械制造、汽车、船舶、兵器。电子、铁道、石化、能源、材料工程、科学研究及大专院校等各个工业领域，用户遍及世界 100 多个国家和地区的主要设计制造工业公司和研究机构，其中覆盖了全球 92%的机械设计制造部门。其产品作为世界公认的 CAE 工业标准，获得各种权威机构的质量认证，例如 MSC.Software 公司的 MSC.Nastran 软件获得美国联邦航空管理局(FAA)认证，成为领取飞行器适航证指定的惟一验证软件。 MSC.Marc 软件通过了 ISO9001 质量认证。
基于有限元技术的 CAE 软件，无论在数量、规模上，还是应用范围上都处于主要地位，作为 20 世纪中期兴起的技术手段，有限元技术随着计算机技术的迅猛发展，得到了飞速发展和广泛的应用。
目前，CAE 软件主要应用于汽车、航空、航天、电子、土木工程、通用机械、兵器、核能、医疗器械、铁道、石油和化工等行业。在国外，汽车行业是有限元软件的主要应用行业，其所涉及的专业领域相当广泛，并且应用历史长、应用成熟度高。
2.1 MSC 公司介绍
MSC.Software Corporation 创建于 19863 年，总部设在美国洛杉矶，是享誉全球最大的工程校验、有限元分析和计算机仿真预测应用软件(CAE，computer aided computer) 供应商，其最早最著名的产品是大型通用结构有限元分析软件 MSC.Nastran 。 MSC.Nastran 软件始终作为美国联邦航空管理局(FAA)飞行器适航证领取的唯一验证软件。
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所有这些都是可以实现的。 VPD 建立在企业现有的投资基础上，包括设计和分析/仿真软件、计算机硬件、样

MSC Software体化疲劳寿命预测解决方案

MSC Software体化疲劳寿命预测解决方案MSC Software - 一体化疲劳寿命预测解决方案在市场竞争日益激烈的今天，各公司都在寻求既提高产品质量、性能以及耐久性，还能缩短产品开发周期的方法。

现代产品的复杂性要求使用计算机工程分析来优化产品设计，从而提高其市场竞争力。

通过在计算机里快速有效地改变结构的设计参数，而不用建造试验模型，这样的分析大大降低了产品的开发成本。

对于目标是预测应力或应变的结构分析，这些典型参数包括几何外形的改变、外载、材料的选择。

然而，应力的预测仅仅是产品结构优化设计的一部分。

在产品设计过程中，计算机工程分析的另一主要需求是估算产品的使用寿命。

因此，通过分析法来预测疲劳寿命是一重要工具。

在方案设计阶段，设计者和工程师们经常使用简单手册的计算结果来评价产品的耐久性。

然而，经常在开发周期的测试阶段或生产出试验模型后，才能详细地检验产品的耐久性。

而且，成本相当可观。

仅靠测试手段不能评估一切设计参数。

而且只有当产品服役了一段时间才能发现其疲劳失效。

在这个阶段，疲劳问题将要产生极其恶劣的后果，包括大大地损坏了产品的声誉，更不用说使用寿命的降低。

在美国已经得到确认，由于产品的疲劳问题所引起的损失占国民生产总值的4％左右(约1200 亿美元)，疲劳所涉及的领域有汽车，航空航天，机械，船舶，铁路，国防，军工，海洋工程等等。

随着科技日新月异和用户对产品的要求越来越苛刻，企业面临的挑战越来越大，要缩短产品上市时间，疲劳问题要走在设计的前面等。

在产品的早期设计阶段，评估疲劳相关的问题和进行耐久性分析从而预测产品的寿命能给公司在缩减开发和测试成本、缩短投放市场的时间、提高产品使用寿命等方面带来很大的收益。

MSC.Software公司针对企业这一需求,提供了完美的一体化寿命预测解决方案，该方案是MSC仿真工具集的一个重要组成，也是实现虚拟产品开发（VPD）的一个重要环节，它主要由MSC.SimOffice中的四个软件组成：MSC.Patran，MSC.Nastran，MSC.Fatigue，MSC.ADAMS。

MSC Nastran 2013突破地集成了疲劳分析可对重量及耐久性进行优化设计

MSC Nastran 2013突破地集成了疲劳分析可对重量及耐久性进行优化设计源于：CAE学术网原先的 NASTRAN 求解器还扩展了声学、非线性及显式求解能力，同时提升了高性能计算机的能力加速产品创新的多学科仿真解决方案领导者 MSC 软件公司日前宣布发布新版的 MSC Nastran 2013。

MSC Nastran 2013 的新特性提供了用户定制及更广泛的求解能力，可大大节约汽车和航空航天行业仿真工作流程的周期。

版本特点：嵌入式疲劳分析新版本在 MSC Nastran 中集成了业内领先的疲劳分析工具。

工程师们如今可使用 MSC Nastran 求解器来计算疲劳损伤和寿命，无需将结果导出到单独的疲劳求解器中。

疲劳分析曾经是一个后期处理作业，如今已成为分析处理不可或缺的部分，具有多种优势，其中之一就是既能对重量进行优化，又能约束疲劳寿命。

∙规避了耐久性计算中的顺序处理步骤，从而极大地节约了时间。

这不仅缩短了计算时间（在某个例子中，传统上一次疲劳分析需要耗时 8 小时，如今只需38 分钟），而且还大幅提高了易用性（待处理的文件由 200个减少为 2 个）∙用户现在可以同时进行设计优化和疲劳分析，从而实现性能更佳、使用时间更长的设计。

一个例子显示，质量可减轻24%，同时疲劳寿命提高了 14%多孔材料建模在汽车和飞机中广泛采用内饰件来吸收振动并改善乘坐者的舱内舒适性。

新版本支持此类内饰件的孔隙表现，通过对流固界面的复杂多物理场进行建模，从而对交通工具的振动声学性能进行分析，以提高仿真精度。

高级非线性新版本增加了创建模型的灵活性和提高系统分析精度的功能。

∙改进了用户定义的材料子程序，能让工程师们定义新状态变量，并可传递其他的内部变量∙改进了强迫相对运动的功能，以便对结构进行更好的非线性动力学分析∙Adams 使用的 MNF 文件可用于柔性体模拟变形，现在也可在变形设置中输出显式非线性本版本中已实现了若干种新功能，用以改进计算密集型爆炸和常规流固耦合相互作用（FSI）的功能。

LMS.Samtech.Tea.Pipe.rev15SL2.for.CATIA.V5R18-R22

LMS.Samtech.Tea.Pipe.rev15SL2.for.CATIA.V5R18-R22 LMS.Samtech.Tea.Pipe.rev15SL2.for.CATIA.V5R18-R22LMS产品:LMS Imagine Lab AMESim R8A-ISO 1DVDLMS TecWare v3.5-ISO 1CD(疲劳载荷分析)LMS Test Lab v9A-ISO 1DVD（振动噪声试验解决⽅案）LMS.Test.Xpress.v3A.SL1-ISO 1CD（声振分析)LMS Virtual LAB .Rev8B Win32-ISO 1DVD（声－振仿真分析软件）b.Rev8A.SL1.64bit-ISO 1DVDLMS.Falancs.v2.13-ISO 1CD(疲劳寿命分析软件)电话TEL：139****2271客服 QQ：16264558 邮件(Email)：***************LMS.Falancs.v2.13.Addon 1CD（附加包）LMS Raynoise v3.0 1CD（⼤型声场模拟软件系统）Sysnoise v5.6 1CD(噪声分析软件,全模块破解版。

必须先安装Exceed 7.1+ 3D 7.1或更⾼版本)Sysnoise v5.6帮助（完整版）Sysnoise Rev 5.6 详解Sysnoise ⽤户⼿册Sysnoise 5.5 訓練教材Sysnoise v5.5 Basic Training 1CDSysnoise v5.5 Introduce 1CDLMS，这是在2013⼀⽉由西门⼦获得和现在在西门⼦PLM软件业务分部，已经发布了该茶管rev15更新，是⼀个全⾯和强⼤的许多类型的软管⼒学⾮线性仿真分析软件包，电缆和管道（如汽车或空⽓和⽔软管在电机制动电缆）。

作为⼀个LMS茶管的⽤户，你可以分析在西门⼦PLM软件NX或CATIAV5环境管的⾏为。

疲劳分析软件Fatigue

目录疲劳分析软件单项论证报告——MSC Fatigue (2)1 必要性论证 (2)1.1.现状 (2)1.2.存在问题： (2)1.3.发展趋势 (3)2 项目（设备）名称： (3)2.1技术规格性能 (3)2.2设备调研及选型情况 (5)2.3先进性和特色 (7)3 设备厂商描述 (9)3.1设备厂商介绍： (9)3.2行业客户 (10)4 项目配套方案的配套条件： (11)5 项目投资估算及进度安排 (12)6 附件：MSC.Software公司简介 (12)疲劳分析软件单项论证报告——MSC Fatigue序号：设备表中编号：设备名称：MSC Fatigue\MSC Patran设备型号：国别、厂商：美国\MSC软件公司1必要性论证电子行业是一个飞速发展的行业，市场容量极其巨大，如今我国已是全球第三大电子信息产品制造国，电子信息产品已经渗透到我们生活的各个角落，包括国防军工用品、通信、医疗、计算机及周边视听产品、玩具等。

电子行业具有产品更新快，研发周期短的特点，为了满足不断发展的市场需求，必须加快产品结构的升级，在核心技术领域取得重大突破。

MSC.Software公司认为新的研究方法和技术突破在现代产品研发中扮演非常关键的作用，目前CAE仿真已经成为电子行业广泛采用的一种新的方法和技术，一定能够发挥重要作用。

1.1. 现状随着电子技术的逐渐成熟，越来越多的电子元器件或相关产品投入市场，为降低制作成本、缩短研制周期、提高产品可靠性，迫切需要引入有效的设计方法。

另一方面伴随着电子产品加工工艺的标准化，使得电子产品设计在一定程度上可与具体工艺相分离，从而大大地促进了产品建模与仿真技术的迅速发展，与以前相比电子产品CAD技术更具实际应用价值。

目前在电子产品研发中，计算机辅助工具的发展水平远远滞后于前沿研究的步伐，大多数电子元器件都由与其功能差不多但不能准确预测其执行情况的分析工具来设计。

因此，通常采用试验排错的方法进行，这往往需要反复多次的试验才能最终确定满足特定环境的器件设备。

结构优化及疲劳分析软件

结构优化及疲劳分析软件
1.Isight多学科多目标优化软件：可用于车身架构优化，汽车动力学性能优化。

Isight组件是一系列模型(Model)，工具(Tools)、算法(Drivers)、过程(Workflow)在Isight环境中的封装。

每个插件通过一个封装器（Wrapper）或适配器（Adapter）使底层的工具和模型可以与Isight进行通信。

Isight 本身提供了包括CAE工具Abaqus,Nastran, Fluent 等，CAD工具Catia,UG,Pro/E,还有Matlab, Excel,Word，数据库文件交互等众多工程分析中经常使用的相关工具。

同时也支持与企业自有的特殊工具软件集成。

2.solidThinking Inspire拓扑优化软件：根据给定的设计空间、材料属性以
及受力需求生成理想的形状。

根据软件生成的结果再进行结构设计，既能减少整个设计流程的时间，还能节省材料及减重。

3.TOSCA 工业优化软件：是标准的无参结构优化系统。

使用该软件可以对具有
任意载荷情况的有限元模型进行拓扑形状优化。

由于采用无参结构优化系统，不需要对模型参数化，因此减小了建模工作而且结构的优化更具弹性。

该软件的优化标准是建立在最优标准基础上的优化算法，过程快捷灵敏。

Tosca软件由德国Fe Design公司完成开发设计。

目前，已有德国奥迪公司和宝马公司等众多工业企业采用Tosca作为产品虚拟开发软件。

4.Fe-safe、Ncode design life虚拟疲劳分析软件：广泛用于汽车的疲劳耐久
性分析。

汽车制造商宾利采用LMS TecWare加速悬架疲劳试验

汽车制造商宾利采用LMS TecWare 加速悬架疲劳试验宾利在扩展其车型时，考虑的重要因素是如何保持久负盛名的宾利品牌的特性，例如其毋容置疑的奢华品质和独一无二的驾驶体验。

这也是宾利汽车股份有限公司采用LMS 载荷数据处理技术，来提高其悬置系统测试速度的原因。

自二十世纪九十年代末，英国宾利汽车公司的生产量已经从原来的1,000 辆增至10,000 辆。

据CNBC 欧洲商业杂志2007 年10 月文中报道，宾利超级豪华跑车的价值超过150,000 英镑，目前的市场份额价值高达60 亿，与以前相比，整体增长了五倍。

外形大、速度快、需求量高宾利新推出的Brooklands coupe 重达6,000 磅。

新车采用一副6.75L 排量的双涡轮增压引擎，最大输出功率为530 马力，最大扭力在世界上所有V8 发动机中堪属第一！Brooklands coupe 承袭宾利的传统，采用手工打造的皮革和木质饰板。

Brooklands 的售价为230,000 英镑，在2007 年初推出的几个月内，首年限量产的车辆就被订购一空。

完美无瑕的品质和卓越的驾驶乐趣对于宾利来说，其扩展车型能够沿袭传统的品质标准，以及保证独一无二的驾驶感受至关重要。

特别值得关注的是其经过特殊设计的汽车悬架，能够承受汽车产生的巨大载荷，并且能与其平顺性和操控性相匹配。

在开发流程中，关键的部分是在多轴液压试验台架上测试悬架系统，这是一项非常耗时的工作。

通常，悬架样机需在四柱台架上测试数月。

这是能够精确得到汽车行驶数千公里时所承受的实时载荷数据的唯一方法。

事实上，不仅是台架时间非常耗时，其他工作也同样耗时。

为了能够挤出尽可能多的时间来开发并及时推出新的汽车模型，宾利公司采用LMS TecWare 载荷数据处理软件来压缩和优化台架疲劳试验数据。

LMS TecWare 软件通过从路面试验数据中消除“噪声”野点以及其他无关数据，将损伤最大的信号平稳地融合在一起，使得。

lmstecware

LMS TecWare高效的耐久性数据处理LMS China |*******************| 2LMS TecWare - Durability data processingLMS TecWare通过高效的数据处理加速耐久性工程为您提供耐久性数据处理所需要的一切……↘ 整理所采集的大量载荷数据↘ 获得对载荷的准确理解↘ 深度疲劳分析↘ 加速耐久性试验方案↘ 设计与客户相关的耐久性试验方案设计，为了高效的试验↘ 从采集数据中洞察到更多的工程问题↘ 增加分析工作的容量↘ 通过自动化处理使错误降至最低↘ 不损失疲劳信息的同时缩短测试时间耐久性工程成功的关键因素是对产品预期寿命内所承受载荷的准确理解。

真实载荷数据的有效性对于虚拟与实际的产品验证和优化是必不可少的。

无论载荷数据是通过大量的现场测试、试验室测试还是数字模拟获得，耐久性工程师们不得不花费几个月的时间来处理这些数据。

LMS TecWare 是一套模块化的耐久性载荷数据处理解决方案。

LMS TecWare 流程化整理所获得的载荷数据，分析耐久性特征为可靠性仿真做准备，并可验证试验场和台架试验的过程——这一切无需任何难记的指令或编写复杂程序。

这样工程师能够更精确地洞察在开发过程中新产品的耐久性性能。

LMS TecWare - Durability data processing3LMS International |*******************| 整理所采集的大量载荷数据LMS Tecware 帮助测试工程师高效地验证外场数据采集过程中所产生的十亿字节的原始数据。

大量的测试——包括应变、载荷、力矩、位移、加速度、转速、压力、温度、CAN 、GPS 和六分力传感器数据，LMS Tecware 能对这些数据的任意组合进行整理，以交互式的逐个通道进行，或是通过标准过程自动运行完成。

获得对载荷的准确了解LMS TecWare 重点监测和比较与疲劳相关的本质特征，以选择具有代表性的载荷。

基于多轴载荷的汽车控制臂疲劳载荷块编制

Automobile Parts 2021.04005收稿日期:2020-10-27作者简介:胡浩炬(1981 ),男,博士,工程师,主要研究方向为汽车底盘技术㊂E-mail:huhaoju@㊂通信作者:邓小强(1985 ),男,硕士,工程师,主要研究方向为汽车底盘CAE 技术㊂E-mail:dengxiaoqiang@㊂DOI :10.19466/ki.1674-1986.2021.04.002基于多轴载荷的汽车控制臂疲劳载荷块编制胡浩炬,邓小强,余家皓,郭绍良,罗欢(广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院,广东广州511434)摘要:目前大多数控制臂台架疲劳载荷为单向加载的块谱,忽略了载荷的多轴性㊂依据已测得的控制臂试验场道路载荷谱,通过多轴雨流投影方法分析了其载荷的多轴性,并以多轴雨流投影结果一致为目标,通过迭代方法求解获得其考虑载荷多轴性的载荷块谱㊂再通过疲劳计算方法对比了单轴与多轴载荷块在寿命预测的差异性,并与控制臂应变采集测试点的疲劳损伤对比,发现考虑多轴的载荷块具有更高的预测精度㊂载荷多轴性的载荷块编制方法可为汽车其他零件台架疲劳载荷块编制提供参考㊂关键词:控制臂;多轴载荷;载荷块;疲劳中图分类号:U463.1Block Cycle Load Compilation for Automobile ControlArm Fatigue Test Based on Multiaxial LoadHU Haoju,DENG Xiaoqiang,YU Jiahao,GUO Shaoliang,LUO Huan(GAC Automotive Research &Development Center,Guangzhou Guangdong 511434,China)Abstract :At present,most of the fatigue loads of the control arm are uniaxial load.Based on the test road load spectrum of the controlarm,the multiaxial load characteristics was analyzed by the method of multiaxial rain-flow projection.In order to obtain consistent results ofmultiaxial rain-flow projection,the block cycle load with the same multiaxial characteristics was obtained by iterative solution method.Thenthe uniaxial and multiaxial block cycle load for fatigue bench test were compiled by fatigue pared with the fatigue damage atthe test point,it is found that the multiaxial block cycle load with consideration of multi-axes has higher prediction accuracy.The compilationmethod of block cycle load considering the multi-axes can provide reference for the fatigue block-spectrum of other automobile parts.Keywords :Control arm;Multiaxial load;Block cycle load;Fatigue0㊀引言汽车的耐久性是影响汽车产品竞争力的主要因素之一,因此耐久性试验是汽车产品开发的重要环节[1]㊂通常汽车的耐久性设计与开发需要经大量的实物台架试验验证,以底盘悬架零件为例,一般包含整车级㊁系统级㊁零部件级的耐久性试验[2]㊂零部件级台架耐久性试验一般为加速试验,整车路试采集的路谱信号通常很难直接应用于零部件级的结构疲劳试验㊂通过损伤等效方法获得等效于路试损伤的载荷块,再用于零部件台架耐久性试验,是目前国内外汽车厂商广泛应用的一种台架试验方法[3]㊂利用此方法,在保证产品质量的同时又可以缩短台架验证周期㊂但目前为止国内的大多数整车企业缺乏有效的技术手段定义零部件级的台架疲劳载荷,且在制定零部件级台架耐久性试验时大都只考虑单一方向的载荷,忽略了零件载荷的多轴性,适用性与可靠性通常不理想㊂如何制定合适的零件台架耐久性试验载荷以确保零件设计的可靠性,已显得尤为重要㊂本文作者以某车型控制臂为研究对象,对其试验场路谱载荷进行单轴和多轴雨流分析㊁伪损伤计算㊁单轴与多轴载荷块编制,同时建立控制臂有限元模型,进行疲劳计算及对比分析,在结合控制臂路试应变采集数据,验证了基于多轴载编制的疲劳试验载荷块的有效性㊂1㊀控制臂载荷谱与分析1.1㊀载荷获取图1为控制臂结构及试验应变采集位置㊂图1㊀控制臂结构及试验应变采集位置示意2021.04 Automobile Parts006图2㊀典型工况控制臂测点的应变信号图3㊀控制臂球铰处的试验场道路谱载荷Automobile Parts 2021.04007L β(t )=ðdk =1βk L k (t )(1)选取所有可能的投影方向,基于上式将L k (t )转换为L β(t ),再通过雨流计数和伪损伤计算得到各个β向的L β(t )的雨流计数统计与伪损伤值㊂β方向的选取可根据载荷L k (t )的维数d 进行确定,如d =2,β值见表4㊂图4㊀多轴雨流投影结果(X 与Y 组合的12个方向伪损伤分布)由图可知,疲劳损伤最大的方向为(-0.5087),伪损伤值为17.66;疲劳损伤最小的方向为0.87,0.50),伪损值为1.27㊂2　载荷块编制1㊀单向载荷块编制文中提到的单向载荷编制是不考虑X 与Y 两个方向载荷耦合,分别对X 和Y 方向的载荷进行载荷块制定载荷块程序谱幅值一般分为3~8级,由德国工程师GASSNER 于1938年首次提出,并得到广泛应用㊂各级载荷大小的划分按照幅值比系数法,幅值比系数分别取为:1,0.95,0.85,0.725,0.575,0.425,0.275,0.125[12]㊂基于此方法进行载荷谱分级,根据第2.1节中X 与Y 方向的单轴雨流统计结果,分别得到X 和Y 单轴方向的8级载荷谱见表5㊂2021.04 Automobile Parts008图5㊀零件受载图示根据控制球铰点载荷分析可知,此车型控制臂Z 向疲劳损伤非常小,其受载可视为X 与Y 两轴组成的随机载荷L k (t ),故其等效的两轴载荷L eq k (t )可表示为图6㊀控制臂载荷L k (t )与等效载荷L eq k (t )雨流投影对比3　疲劳计算与试验对比3.1㊀有限元模型建立及标定根据三维数建立控制臂有限元模型:控制臂金属钣Automobile Parts 2021.04009结果㊂从表7中可知:计算值与试验值最大相对误差+14.8%,最小误差+3.9%,平均误差9.4%㊂计算结果与测试结果有较好的一致性,误差在可接受范围内㊂图8㊀两种载荷分块疲劳计算结果2021.04 Automobile Parts010参考文献:[1]YOU S S,FRICKE D.Advances of virtual testing and hybrid simula-tion in automotive performance and durability evaluation [J].SAEInternational Journal of Materials and Manufacturing,2011,4(1):98-110.出版of Jilin(5):provingload-154.fatigue[J]机modelvariableof370.for花菲菲,郑松林,冯金芝,等.某轿车摆臂疲劳试验载荷谱编制及寿命预测[J].机械强度,2017,39(2):428-434.HUA F F,ZHENG S L,FENG J Z,et al.Spectrum compilation forfatigue test and life prediction of vehicle control arm[J].Journal ofMechanical Strength,2017,39(2):428-434.。

LMS在零部件疲劳耐久性试验评价中的应用

LMS在零部件疲劳耐久性试验评价中的应用彭辉何荣国胡文伟上海大众汽车有限公司，上海，201805摘要本文介绍了LMS Tecware和FALANCS LifeStat软件在零部件（以轿车支承座为例）疲劳耐久性试验评价中的应用。

提出了制定试验规范的一般方法，可供在其它零部件疲劳试验评价中参考。

关键词LMS Tecware FALANCS LifeStat 疲劳耐久性试验评价试验规范Fatigue life evaluation of the automotive partsusing LMSPeng Hui He Rongguo Hu WenweiShanghai Volkswagen,shanghai,201805Abstract This paper introduces the application of LMS Tecware and FALANCS LifeStat to fatigue life evaluation of the automotive parts (here for example:bracket). It can also extract the general method to set up the test standard for fatigue life evaluation of other parts.Key Words LMS Tecware FALANCS LifeStat fatigue life evaluation test standard1导言某轿车支承座是后桥和车身间的一个冲压连接件（见图1），一直采用进口材料生产。

为了提高国产化率，降低成本，供应商拟采用国产材料生产，这就需要进行合理的疲劳耐久性试验评价。

由于没有针对该车型支承座的试验规范，需要根据实际使用载荷情况，制定试验规范，作为试验评价的依据。

LMS Tecware 和FALANCS LifeStat可以协助完成疲劳耐久性试验评价。

使用InstallShiled制作机车车辆疲劳强度分析软件安装程序

数据库连接设置如
图２所示。报表的自
动生成是调用数据库存储的当前实验结果，自动完成整个
行动应力实测。路动应力试验是对已运营车辆进行疲劳强度评线
了Ｓｅｅ数据ＱＬＳｒｒｖ库，据处理的结果数和绘制的各种图形
定和疲劳寿命预测较为有效的手段，以评定车辆的安全性和稳定性。为了对线路试验采集的巨量数据进行快速、效、有方便和可靠的处理，开发出了机车车辆疲劳强度分析软件。根据采集仪器采
集到的车辆运行信号，用分析软件对这些采集到的数据进行相使
可以储存到ＳＱＬ
Ｓｅｖｒ面。Ｄｅｐｉｒｅ里ｌｈ
的各种数据库组件
的使用如图１所示，
ＡＤＯＣｏｎｃｉｎ的ｎｅｔｏ
应的处理，生成报告，相关人员进行列车状态的评定。并供列车相关数据保存及后续的操作，使用了ＳｅｖｒＱＬＳｒｅ数据库。因此，车车辆疲劳强度分析软件（面简称疲劳强度分机后析软件）系统除了可执行文件及其他诸如动态链接库、告模板报文档等文件外，包含着有Ｓｅｅ数据库文件。该疲劳强还ＱＬＳｒｒｖ
数据，是由于Ｓｅｖｒ但ＱＬＳｒｅ数据库的设置、用较为复杂，用户对此有一定的了解，求有相应的专业技术水平，就使需要要这