汽车疲劳耐久性试验数据采集与应用(疲劳培训)

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汽车疲劳耐久性试验数据采集与应用(疲劳培训)

汽车疲劳耐久性试验数据采集与应用(疲劳培训)

History of Wheel Force Transducer
车轮六分力传感器发展历史

AT Caldwell Award for Technical Paper on WFT WFT技术论文所获奖励
33
History of Wheel Force Transducer
车轮六分力传感器发展历史 Second Generation – Evolves to be like the modern WFT 第二代-与现在主流的WFT产品已经非常相似
整车道路载荷测试 整车疲劳试验

零部件载荷测试
零部件疲劳试验 整车应力测试 零部件应力测试

8
汽车疲劳耐久试验
汽车疲劳耐久解决方案流程
9
测试步骤
1. 对所有的通道和传感器进行命名和编号。
10
测试步骤
2. 确认方向
1)加速度计方向与整车坐标系的关系 2)位移传感器:拉伸为正,压缩为负 3)方向盘转角:左转为正

30
History of Wheel Force Transducer
车轮六分力传感器发展历史 Single Piece Design 整体式设计 L – Strut Configuration Cabling through Spindle L型桥路设计 信号由特殊改制的传动轴输出
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Series 5400 Wheel Force Transducer
5400系列车轮六分力传感器
都将是0。因此在采集完成后,要对此进行处理;
13
测试步骤
11. 有条件的话,可以采用给特征路面标记
14
测试步骤
12. 采集完成后,要对所有加速度信号进行低通滤波器滤波,并注意没有 相位移动;最后对所有采集的信号要进行检查,在确保信号没问题后, 再拆解测试仪器。

MscFatigue疲劳分析实例指导教程(2024)

MscFatigue疲劳分析实例指导教程(2024)

2024/1/29
8
MscFatigue软件介绍与操作
02
指南
2024/1/29
9
软件背景及功能特点
专注于疲劳分析
MscFatigue是一款专业的疲劳分析 软件,适用于各种材料和结构的疲劳
寿命预测。
高效的求解算法
采用先进的疲劳分析算法,能够快速 准确地完成复杂结构的疲劳寿命计算

2024/1/29
2024/1/29
求解流程
设置好模型后,即可进行求解。软件支持多种求解方法,如静态分析、模态分析、瞬态 分析等,可根据实际需求进行选择。求解完成后,可查看相应的结果文件。
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结果查看、后处理及报告生成
结果查看
提供多种结果查看方式,如云图 、等值线、矢量图等,方便用户 直观了解疲劳分析结果。
后处理功能
剩余寿命预测
根据裂纹扩展速率和当前裂纹长度,预测结构的剩余寿命。
2024/1/29
结果分析
对裂纹扩展路径和剩余寿命进行综合分析,评估结构的疲劳性能 和安全性。
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疲劳分析实例:焊接接头疲
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劳性能评估
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问题描述与模型建立
问题描述:针对某一具体焊接接头,在 循环载荷作用下进行疲劳性能评估。
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复杂环境下的疲劳分析
研究高温、低温、腐蚀等复杂环境下的疲劳 问题,提高分析的实用性。
跨学科合作
加强与其他学科的交叉融合,共同推动疲劳 分析领域的发展。
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2024/1/29
THANKS
感谢观看
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损伤曲线
02
03
其他结果
输出构件的损伤曲线,了解构件 在不同循环次数下的损伤累积情 况。

路谱采集与疲劳分析在当今汽车研发中的应用

路谱采集与疲劳分析在当今汽车研发中的应用

路谱采集与疲劳分析在当今汽车研发中的应用随着汽车的不断普及,人们对汽车的安全性、舒适度等方面的要求也越来越高。

这就要求汽车制造商和相关研发机构在汽车设计和制造中,充分考虑驾驶员的体验和安全性。

在这一过程中,路谱采集和疲劳分析技术正逐渐成为研发中的必需品。

路谱采集是指收集不同道路场景下的驾驶行为数据,通过模拟和测试将这些数据整理成“路谱”,以便更好地研究车辆的行驶特性和进行驾驶员疲劳分析。

根据收集的数据,可以分析驾驶员在行驶过程中所遭受到的振动、加速度等信息,以便进行舒适性和安全性的优化。

在实际应用中,路谱采集可通过车载精密仪器和软件完成,同时也可以结合现场扫描和摄像等技术手段获取更全面和准确的数据。

收集的数据可通过数据分析和处理工具进行综合分析和评估,将分析结果反馈给车辆的制造商和设计师,以便更好地制定优化措施。

疲劳分析是指在长时间驾驶行驶过程中分析驾驶员的身体反应、血液流量、血氧含量、心率等指标,判断驾驶员是否出现疲劳或疾病,从而降低发生交通事故的概率。

现在,一些汽车制造商已经开始将各种传感器和测量设备集成到车内,以便实时监测驾驶员的健康状况。

同时,在疲劳分析中,还可以通过路谱采集所得到的数据进行更全面的分析和研究,识别并纠正行驶过程中所产生的不适,改善驾驶员舒适性和安全性。

这种技术的应用不仅可以帮助降低事故率,减少交通事故带来的人员伤亡和财产损失,还能提升车辆的竞争力,增加其市场需求。

需要注意的是,尽管路谱采集和疲劳分析技术在汽车制造和研发中具有广泛应用前景,但这些技术需要对数据进行隐私保护和安全性控制。

保障驾驶员的隐私和数据安全,是研发者和制造商应该考虑的一项重要问题。

总而言之,路谱采集和疲劳分析技术在当今汽车研发中的应用,可以帮助提升车辆的舒适性和安全性,优化驾驶体验、降低交通事故的发生率、提升车辆市场竞争力,具有很大的前景和潜力。

在未来的汽车发展中,这些技术肯定会发挥越来越重要的作用,成为汽车行业的重要发展方向。

汽车疲劳耐久性试验道理试验-文档资料

汽车疲劳耐久性试验道理试验-文档资料
3
汽车试验认证
认证方法:
样品试制:设计图纸、工艺要求; 道路试验:试验标准和规范、部件\系统\整车技术要求、法规和
限值; 试验室/台架试验:试验标准和规范、部件\系统\整车技术要求、
法规和限值; 数模模拟分析:来自试验规范或设计技术要求的输入载荷、部件
\系统\整车技术要求、法规和限值。
4
汽车试验认证
耐久试验不能完 全反映实际使用
相关:
耐久试验充分 反映实际使用
¥¥¥
不同的认证效率和售后成本
16
车辆使用测量-用途
用户车辆使用
工程设计 技术要求
认证试验规范开发
可靠性(寿命)、 优化设计
耐久、性能预测
发现、消除潜在 失效模式
减少售后索赔和 召回成本
相关
17
车辆使用测量-内容
机构调查 客户投诉
用户需求 开发策略
24
车辆使用测量-结果
承载结构载荷- 循环载荷
10000 1000 100
CyclesCount
10 1
0 40 80 120 160
Strain(ue)
10000 1000 100
CyclesCount
10 1
90%ileEstimate 90%Upperbound 90%Lowerbound
0 40 80 120 160 200
Strain(ue)
25
车辆使用测量-结果
驾驶习惯、装置使用、动力传动系统载荷测量
26
用户车辆使用测量-应用
承载结构载荷-疲劳损伤
局部应力 和应变
雨流统计
材料数据 部件尺寸数据
- 损伤计算 - 线性累积损伤
用户使用/公共道路与试车场试验相对 损伤 百 分 位 用 户 使 用

汽车疲劳耐久性道路试验

汽车疲劳耐久性道路试验

05
试验结果分析
数据分析方法
统计分析
对试验数据进行统计分析,包括 平均值、标准差、最大值、最小 值等,以评估数据的分布和离散 程度。
时域分析
对试验数据进行时域分析,如波 形分析、傅里叶变换等,以提取 车辆动态特性和振动规律。
频域分析
对试验数据进行频域分析,如频 谱分析、功率谱分析等,以揭示 车辆振动和噪声的频率特征及来 源。
试验方法
采用实际道路测试和模拟工况相结合的方法,模 拟车辆在不同路况、气候和驾驶习惯下的使用情 况。
试验过程
在多种典型路况下进行长时间行驶,包括高速公 路、城市道路、山路等,同时记录车辆各项性能 指标和驾驶员反馈。
试验结果与改进措施
试验结果
经过长时间的道路试验,发现车辆在某些部位出现了疲劳裂纹和磨损现象,影响了车辆的安全性能和 舒适性。
利用人工智能技术对汽车疲劳耐久性进行预测和优化,实现更高 效的试验和设计。
生物力学
借鉴生物力学的研究方法,将人体疲劳与汽车疲劳相结合,以提 高汽车座椅和人机界面的舒适性和耐久性。
智能化与自动化技术应用
数据采集与分析
利用先进的传感器和数据分析技术,实现高精度、高效率的数据采 集和疲劳性能分析。
虚拟仿真技术
验证汽车设计的可靠性和耐久性
通过模拟实际使用中的各种工况和载荷条件,可以验证汽车设计的可靠性和耐久性,及时发现和解决潜在的设 计缺陷或制造问题。
疲劳耐久性对汽车的重要性
提高汽车使用寿命
疲劳耐久性良好的汽车能够在使用过 程中保持性能,减少因过早疲劳损坏 导致的维修和更换部件的需求,从而 提高汽车的使用寿命。
结果解读
根据试验结果,分析汽车在疲劳耐久性道路试验中的性能表现,找出潜在的问题和薄弱环节。

关于新能源汽车的疲劳耐久问题与相关试验思考

关于新能源汽车的疲劳耐久问题与相关试验思考

NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车近年来,我国新能源汽车产业发展迅速,根据工信部2022年的相关数据显示,我国新能源产销量已达705.8、688.7万辆,连续8年占全球新能源汽车产销首位[1]。

随着产销量的急剧上升及市场需求增大,新能源汽车的耐久性、可靠性备受瞩目。

相较于传统燃油汽车,新能源汽车的优势是变革动力系统,有更加环保、加速能力更好等优点,当前国内外对新能源汽车的研究也主要集中在三电性能上,获得了一定的研究成果[2]。

但对新能源汽车的研究仅限于此?答案是否定的。

对汽车使用者而言,汽车耐久性、可靠性关系到出车、使用频率和用户使用满意度。

为了提高汽车的可靠性,需对整车及零部件进行疲劳耐久试验,以确保汽车行驶安全。

1 疲劳耐久问题分析1.1 耐久性耐久性是指在合理维修保养条件下对汽车使用寿命的度量,即汽车保持质量及功能使用的持久时间[3]。

可靠性对汽车故障间隔时间的评估,即汽车寿命与故障次数的比值。

早期的新能源汽车有明显的缺陷,因其是在传统燃油车底盘基础上应用了与燃油车差别巨大的电池组,此更换难免会引起重量分配、共振点、受力点的不同,导致新能源汽车整体性能不高。

随着科技进步及市场需求的增大,许多新能源汽车主机厂商为满足用户需求及提高企业竞争力,通过多种方法提高整车的耐久性指标,这就需要对汽车架构、系统及重要零部件进行不断的试验验证及设计陈亮亮泛亚汽车技术中心有限公司 上海市 201208摘 要:随着新能源汽车产业及汽车技术的发展,人们对车辆操作的安全性、稳定性、可靠性、灵敏性有了更高的要求。

面对激烈的汽车行业竞争,汽车产销商要满足用户要求的同时节省成本,以提升市场竞争力。

汽车疲劳耐久试验是汽车制造研发设计的重要组成部分,对汽车的安全性能有显著作用。

故需加强对汽车研发体系的相应试验,以准确客观地评价新能源汽车的疲劳耐久及安全可靠性,提升新能源汽车的整体性能,确保行业健康可持续发展。

ZHANG-疲劳耐久性-1

ZHANG-疲劳耐久性-1

考虑应力梯度将过高的应力修正到接近实际的水平
过高的缺口应力
接近实际水平的缺口应力
Source: Dieter Radaj, Michael Vormwald: Ermü dungsfestigkeit, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1995, 2003 und 2007 22
计算疲劳损伤参量变(例如Pswt)同时考虑平均应力的影响
试验测定的材料疲劳特性曲线 (S-N曲线或应变E-N曲线以及 循环应力应变曲线) 计算有效循环次数 (Rainflow counting)
计算疲劳损伤积累(一般采用Miner准则)
输出计算结果(损伤值D, 或称疲劳目标值) D≥1 表示可能出现疲劳破坏
金属材料的SN曲线试验曲线拟合技术要点
• 采用双对数线性回归 • 以疲劳寿命N为因变量, 应力幅度为自变量 • 在同一应力幅水平试验点太少时, 以回归中线为纵轴使所有试验点参加统计分布(如红线所示) • 考虑存活概率 (50%为中线)
A
50% 90% 10%
A
90%
50% 10%
N
Source: Dieter Radaj, Michael Vormwald: Ermü dungsfestigkeit, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1995, 2003 und 2007
2
汽车疲劳测试方法、分析方法的现状及发展趋势
汽车耐久性道路试验
汽车耐久性台架试验
汽车零部件耐久性台架试验
测试方法
分析方法
Source: nCode 2004 • FE-Fatigue Overview – Release 6.0 3

整车疲劳耐久性能开发(1)

整车疲劳耐久性能开发(1)
1.3 关键传感器 • 加速度传感器的应用
用于获取加速度响应载荷 (如底盘、驾驶室、动力总成 等),是耐久性能开发的关键载 荷。
若需进行整车及系统的台架 试验,加速度信号还将作为重要 的迭代信号。
1、载荷谱采集
1.3 关键传感器 • 位移传感Байду номын сангаас的应用
Zd
用于获取底盘、驾驶室、动力总成 的相对位移,是耐久性能开发的关键载 荷。
路面特征分类
对路面工况进行分类,高频路面采 用虚拟迭代分解,低频路面采用施 加车身姿态分解
序号 工况 地理特征 平整度
1 铁轨路 平路面 高频路面
2 振动路3 平路面 高频路面
3 长波路 平路面 低频路面
…… ……
……
……
24 8字行驶 大弯道平路面 低频路面
25 倒档上坡
坡道
低频路面
整车多体模型建立及验证
1、雨流计数,统计各信号 2、虚拟损伤计算,对比不同路面的强度等
循环幅值、均值及次数
级,以及不同试验场同种路面的强度等级
1、载荷谱采集
1.6 商用车载荷谱采集
针对车架、驾驶室、悬挂部
件、轴头等关键区域,采集加速
加 速
度、应变、位移、力等载荷信号。 度
Z向是主要载荷方向。
传 感

应 变 片
位 移 传 感 器
耐久性能整体解决方案
基于实测载荷谱的耐久性能开发主要过程包括: 载荷谱处理后,通过多体动力学模型将轮心载荷分 解到底盘各个接附点,进行有限元疲劳强度仿真及 优化;以及载荷工况的等效、仿真和试验的精度对 比。
载荷谱
载荷分解
试验场/台架可靠性试验
仿

基于道路谱的整车疲劳分析

基于道路谱的整车疲劳分析
配置 Channel
MAX
设置分析 参数
保存Group信息文件
保存Channel MAX信息文件 保存分析任 文件
提交分析
疲劳分析操作流程图
疲劳计算 实车路试对比
三、FEMFAT软件在长安开发 架疲劳仿真
扭力梁 架疲劳仿真
稳定杆 架疲劳仿真
悬架系统 架疲劳仿真
2 模型检查 计算TB状态模型的模态,对模型进行检查
3 静力分析,采用惯性释放方法,计算各通道6方向的静力结果
某款汽车接附点编号示意图
二、基于道路谱的车身疲劳分析
5.在FEMFAT中计算基于道路谱的车身疲劳损伤
新建任
导入分析 模型
生成通道临时文件
后处理
按照材料 分Group
导入材料并指 定Group材料
速度及在Z向
的位移 根据此原则路普采集试验一般安装以 传感器用于相关信号采集 1 变片 标定出车 X Y方向力 标定出减震器 或弹簧 Z方向力 2 位移传感器 测量 心Z向位移 3 速度传感器 测量 心处X Y Z方向 速度 测量车身 毂包处Z方向
速度 4 GPS 测量试验车纬度 经度 海拔 车速等
某款汽车数据采集路线示意图
某款汽车选择的9段特征路面
3. 多体动力学仿真
根据选择的特征路面,进行载荷谱迭代,载荷分解及工况仿真计算
二、基于道路谱的车身疲劳分析
4.计算单位载荷 的 力分布
1 计算单位 力的模型准备
1 一般用TB状态的模型
2 焊点焊缝的处理
3 接附点编号
4 配重保持 多体模型一
5 按照材料对模型进行分组
踏板 架耐久仿真
车 弯曲疲劳 架耐久仿真
三、FEMFAT软件在长安开发体系中的应用

基于道路谱的整车疲劳分析

基于道路谱的整车疲劳分析

2 模型检查 计算TB状态模型的模态,对模型进行检查
3 静力分析,采用惯性释放方法,计算各通道6方向的静力结果
某款汽车接附点编号示意图
二、基于道路谱的车身疲劳分析
5.在FEMFAT中计算基于道路谱的车身疲劳损伤
新建任
导入分析 模型
生成通道临时文件
后处理
按照材料 分Group
导入材料并指 定Group材料
某款汽车传感器布置示意图
二、基于道路谱的车身疲劳分析
2.载荷信号采集及数据后处理
1 采集 根据路试道路规划进行多次 少2次以 典型路面载荷采集 2 数据减缩 根据相对损伤值进行数据减缩,确保减缩后的数据 原数据的相对 损伤值相当 3 路普选择 1 该路普多数通道最大值均大于另外的路谱 2 该路谱多数通 道相对损伤值均大于另外的路谱 3 该路谱 存在 合理数据
速度及在Z向
的位移 根据此原则路普采集试验一般安装以 传感器用于相关信号采集 1 变片 标定出车 X Y方向力 标定出减震器 或弹簧 Z方向力 2 位移传感器 测量 心Z向位移 3 速度传感器 测量 心处X Y Z方向 速度 测量车身 毂包处Z方向
速度 4 GPS 测量试验车纬度 经度 海拔 车速等
某款汽车数据采集路线示意图
某款汽车选择的9段特征路面
3. 多体动力学仿真
根据选择的特征路面,进行载荷谱迭代,载荷分解及工况仿真计算
二、基于道路谱的车身疲劳分析
4.计算单位载荷 的 力分布
1 计算单位 力的模型准备
1 一般用TB状态的模型
2 焊点焊缝的处理
3 接附点编号
4 配重保持 多体模型一
5 按照材料对模型进行分组
基于道路谱的整车疲劳分析 ——长安汽车

汽车耐久性试验技术

汽车耐久性试验技术

Idle, 20%, 40%, 60%, 80%, WOT (Peak Tq-500) to (Peak Hp+10%)
Cycle includes the following speed/load pts:
Percent of WOT Torque RPM N/L 20% 40% 60% 80% WOT Idle X Pk Tq - 500 X X X X X Pk Tq X X X X X 1/2(PkTq+PkPow) X X X X X Pk Pow X X X X X Pk Pow + 10% X X
客户1
客户2 客户3

客户???

10


市场调查
目的:确定特定市场的路面状况

高速公路比例 一般公路比例 坏路比例
乘客数量以及行李重量
各种典型道路

选定特定市场有代表性的车型 调查方法

电子邮件 电话 面谈

每个特定市场至少1000名客户
11


数据采集
通道选择

Car/Light Truck: 50 x 10 WOT engine cycles (100 x 106 WOT revs) Over 8500 GVW Truck: 75 x 106 WOT engine cycles (150 x 106 WOT revs) Determine RPM of highest crankshaft torsional vibration and run continuously at that RPM WOT. Measure and adjust RPM every 20 hours. 1) 17 min - Idle 2) 60 min - Power Peak WOT 3) 3 min - Max. Intermittent Spd WOT 4) 17 min - Power Peak WOT 5) 60 min - Max. Continuous Spd WOT Total cycle = 180 minutes All: 100 test hours All: 180 test hours (60 cycles) All: 100 test hours

疲劳测试和分析(理论与实践)张开桂

疲劳测试和分析(理论与实践)张开桂

疲劳试验测试分析(理论与实践) 李永利、卓·帕恩、理查德·伯克希尔·哈撒韦、马克·E·巴基巴特沃斯海涅曼出版社2005第二阶段疲劳裂纹第一阶段疲劳裂纹(稳定的滑移带)图2.1 疲劳过程:承受循环拉伸载荷薄板.在工程应用中,通常将零件在裂纹成核和短裂纹扩展期间的寿命长度称为裂纹萌生期,而花费在长裂纹扩展的寿命被称为裂纹扩展期。

通常对从产生到扩展的过渡时期无法做出确切的定义。

然而,对于钢材裂纹起始阶段的裂纹尺寸a0,大约为钢材的几个晶粒大小。

这种裂纹尺寸通常在0.1至1毫米的范围内。

初始裂纹的大小可以通过线弹性断裂力学的方法对光滑试样进行估计(1998):(2.2.1)或者为切口试样切口尖端半径的0.1至0.2倍(道林,1998年),或者为彼得森钢材经验材料的两倍(彼得森,1959年)(2.2.2)其中S u是材料的极限拉伸强度,S e是疲劳极限的应力范围,K th为R=-1时临界强度因子的范围。

通常情况下,钢制零件的裂纹萌生阶段占据疲劳寿命的大部分,特别是在高频循环疲劳的状态下(约为>10,000次)。

在低频循环疲劳状态下(约<10,000次循环)的大部分疲劳寿命用于裂纹扩展。

一旦裂纹形成或发生完全失效,就可以检查到疲劳失效的表面。

弯曲或轴向疲劳失效一般留下类似海滩的层状条纹痕迹。

这些痕迹的名称来自断裂表面的形状特征,如图2.2所示。

裂纹核点位于外壳的中心,并且裂缝从该点开始传播,通常是在径向方向辐射扩展,留下一个半椭圆形的图案。

在一些情况下,痕迹的大小和位置可指明裂纹扩展开始或结束不同阶段。

在类似海滩斑纹的层状条纹上,如图2.2所示的条纹类似于树的横截面的年轮。

这些条纹代表了在一个加载周期内裂纹的扩张范围。

每一层条纹都有一个加载周期相对应。

在出现失效的情况下,会有一个最后的切变裂痕,它是材料在失效之前的最后承受载荷的区域。

这个裂痕的大小取决于加载的类型,材料和其他条件。

车辆疲劳耐久性分析、试验与优化关键技术

车辆疲劳耐久性分析、试验与优化关键技术
液压成型是一种利用液压原理将材料加工成所需形状的技术,在车辆制造中得到广泛应用,可以提高材料的成型质量和精度。
喷涂技术
喷涂技术可以提高车辆的外观质量和耐腐蚀性,如电泳涂装、静电喷涂等技术在车辆制造车辆疲劳耐久性研究展望
1
深入研究车辆疲劳损伤机理
2
3
深入研究金属材料疲劳裂纹萌生和扩展机理,包括微裂纹、界面裂纹等特殊疲劳损伤机理。
试验过程
01
安装样品
将选择的样品按照规定的安装方式安装在试验台上,确保安装牢固、稳定。
02
预处理样品
在试验开始前,对样品进行必要的预处理,如表面处理、涂层等,以消除样品本身对试验结果的影响。
数据整理
对试验过程中记录的数据进行整理,提取与疲劳耐久性相关的数据,如应力、应变、循环次数等。
数据统计
对提取的数据进行统计和分析,计算相应的指标和参数,如疲劳寿命、应力幅等。
优化设计
对新设计的发动机支架进行疲劳试验,并与原车型进行对比评估,以确保优化后的支架疲劳性能得到提升。
验证与评估
A
B
C
D
整体结构分析
利用三维扫描技术获取重型卡车的整体结构模型,进行详细的应力、应变分析。
优化设计
根据预测结果,对重型卡车的整体结构进行优化设计,如改变车身形状、增加支撑结构等。
验证与评估
针对不同使用工况和环境条件,进行疲劳寿命预测模型的修正和优化,提高预测的准确性和可靠性。
01
03
02
研究新型高强度材料和先进制造技术,以提高车辆结构和零部件的抗疲劳性能。
发展车辆疲劳耐久性设计方法和优化策略,包括优化零部件的几何形状、受力分析和优化布局等。
探索基于健康监测和无损检测的车辆疲劳损伤监测与评估技术,及时发现和修复潜在损伤,延长车辆使用寿命。

汽车零部件可靠性测评技术的发展与应用

汽车零部件可靠性测评技术的发展与应用

10.16638/ki.1671-7988.2021.012.035汽车零部件可靠性测评技术的发展与应用宁世儒,张冠勇,庞方超(中汽研汽车检验中心(天津)有限公司,天津300300)摘要:随着汽车零部件可靠性验证已成为产品开发过程中越来越重要的一个环节,并占用了整车研发过程中的大量时间,因此迫切需要研发出更为高效的汽车零部件可靠性测评技术。

文章从编辑道路载荷谱、搭建疲劳耐久性台架试验以及虚拟仿真试验技术三个方面着手进行汽车零部件可靠性测评技术研究及应用现状阐述,并对未来车辆可靠性测评技术的发展方向进行展望,为实现汽车零部件产品开发流程的最优化,降低研发费用以及增强产品竞争力提供重要的理论支撑。

关键词:可靠性强化试验技术;道路载荷谱;可靠性台架试验;虚拟仿真试验技术中图分类号:U467 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2021)12-113-04Development and Application of Reliability StrengtheningTest Technology for Auto PartsNING Shiru, ZHANG Guanyong, PANG Fangchao( China Automotive Research Institute Automotive Inspection Center (Tianjin) Co., Ltd., Tianjin 300300 )Abstract: As the reliability verification of auto parts has become an increasingly important part of product development and takes up a lot of time in the vehicle parts development process, there is an urgent need to develop more efficient reliability evaluation technologies for auto parts. This paper starts to conduct auto parts reliability evaluation research and application status elaboration from three aspects: editing the road load spectrum, building reliability bench test and virtual simulation test technology, and looks forward to the future vehicle reliability evaluation technology, and provides important theoretical support for realizing the optimization of the development process of auto parts products, reducing R&D costs and enhancing product competitiveness.Keywords: Reliability enhancement test technology; Road load spectrum; Reliability bench test; Virtual simulation test technologyCLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)12-113-04前言近年来,国内汽车市场结束了连续29年的增长奇迹,市场对于汽车产品的可靠性和安全性提出越来越高的标准和要求[1-2]。

汽车耐久性仿真分析概述

汽车耐久性仿真分析概述

汽车耐久性仿真分析概述在20世纪90年代初期与中期,汽车公司通常仅提供少数的基本模型。

随着今天市场竞争的加剧,汽车制造商们必须能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与时尚追求。

与此同时,汽车制造商还要继续保持产品的高品质,并不断减轻车轮的总体重量。

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,汽车工程师运用疲劳耐久分析软件,在物理试制样车前,就深入分析寿命,修改设计方案。

尽管面临着产品种类不断增加的实际问题,但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与可视化功能为汽车设计师、分析工程师与主要供应商之间构建了一个有效的交流合作平台。

具有良好的耐久性对激烈的汽车市场竞争来说极为重要的。

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,必须能够承受制定的工作载荷,预定的工作周期以及某些滥用。

另一方面,车辆设计还要减轻重量以降低制造成本,同时具有经济性燃油消耗,并满足排放环保标准。

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设计最终将导致设计性的物理样机,重新进行试验。

整个过程重复进行指导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。

例如:宝马3系车型具有汽油或柴油发动机,自动或手动变速器,后轮和四轮驱动,每一种不同的组合需要在设计中分别考虑,如果所有可能得组合都依靠试验验证,至少需要25种试验任务。

这样,仅仅为一个系列的车型开发,需要长时间占用试验台进行试验,对疲劳寿命的验证单纯依靠试验方法不再现实。

因为进行多种车型的试验台在容量和处理能力方面都已经超出可能性。

虚拟仿真和疲劳寿命试验相结合的方法,无疑是解决不断增长的车型的多样性,加速产品上市时间和确保质量标准的唯一解决方案。

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

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。

高频疲劳试验机培训内容

高频疲劳试验机培训内容

高频疲劳试验机培训内容高频疲劳试验机培训内容1. 介绍高频疲劳试验机是一种常用的设备,用于测试材料和构件在长期使用和疲劳加载下的性能。

它的主要目的是模拟真实工况下的疲劳载荷,以评估材料或构件的耐久性和可靠性。

为了能够正确地使用高频疲劳试验机,进行有效的测试和实验,培训是必不可少的。

本文将介绍高频疲劳试验机培训内容,以帮助您全面理解和运用这一设备。

2. 原理和工作方式在进行高频疲劳试验之前,了解高频疲劳试验机的原理和工作方式是非常重要的。

该设备通常由电机、负载单元、控制系统和数据采集系统组成。

电机提供动力,负载单元产生疲劳载荷,控制系统控制试验过程,数据采集系统记录试验数据。

在培训中,应重点介绍每个组成部分的功能和相互关系,以及试验过程中的注意事项。

3. 试验参数设置在进行高频疲劳试验之前,需要根据试验需求设置合适的试验参数。

这些参数包括载荷幅值、频率、循环次数等。

正确设置这些参数可以确保测试结果准确可靠。

在培训中,应介绍如何根据不同材料或构件的性质和使用环境,选择合适的试验参数进行测试。

4. 试样制备试样制备是高频疲劳试验的关键步骤之一。

试样的制备质量直接影响试验结果的可靠性。

在培训中,应重点介绍如何选择合适的试样尺寸和形状,以及如何正确制备试样,包括表面处理、定位和夹持等。

5. 试验过程和数据处理试验过程是高频疲劳试验的核心部分。

在培训中,应重点介绍如何正确操作设备,进行试验。

包括启动设备、加载试样、设定试验参数、记录试验数据等。

还应介绍如何对试验数据进行处理和分析,以获取有效的试验结果。

6. 结果解读和应用试验结果的解读和应用是高频疲劳试验的最后一步。

在培训中,应重点介绍如何正确解读试验结果,判断材料或构件的疲劳性能,并提出相应的改进措施。

还应介绍如何将试验结果应用于产品设计和生产过程中,以提高产品的耐久性和可靠性。

个人观点和理解高频疲劳试验机培训内容涵盖了从基本原理到试验过程的全面介绍,能够帮助用户全面理解和正确运用高频疲劳试验机。

疲劳试验方法_标准_概述说明以及解释

疲劳试验方法_标准_概述说明以及解释

疲劳试验方法标准概述说明以及解释1. 引言1.1 概述疲劳试验方法是一种重要的工程实验方法,用于评估材料或构件在循环加载条件下的耐久性和可靠性。

在现代工程设计和材料科学领域,疲劳试验方法被广泛应用于各种应用中,如航空航天、汽车制造、机械工程等。

通过模拟真实使用环境下的循环负载,疲劳试验可以揭示材料和构件在长时间使用过程中存在的弱点和故障机理。

1.2 文章结构本文将详细介绍疲劳试验方法及其标准,并对其进行解释和讨论。

文章由引言、疲劳试验方法、疲劳试验标准、疲劳试验概述说明、解释与讨论以及结论等部分组成。

引言部分将给出关于疲劳试验方法的整体概述,并简单介绍文章结构。

1.3 目的本文旨在提供对疲劳试验方法及其标准的全面理解。

通过对常见的疲劳试验方法和标准进行介绍和解析,读者将了解到选择适当的疲劳试验方法的考虑因素,以及疲劳试验标准的重要性和作用。

此外,本文还将详细说明疲劳试验的基本原理和过程概述,以及分析疲劳试验结果、对不同标准进行疲劳试验比较和解读疲劳断口特征及其含义的常用方法。

最后,通过总结疲劳试验方法和标准的重要性,并对未来发展进行展望,希望能够促进相关领域的研究与应用。

(文章正文内容根据实际需求填写即可)2. 疲劳试验方法2.1 定义和背景疲劳试验方法是用于评估材料、结构或设备在重复加载下的耐久性能的实验方法。

疲劳是指物体在反复循环载荷作用下逐渐损坏的现象,它可能导致结构失效或材料断裂。

疲劳试验方法旨在模拟实际使用条件下的循环荷载以确定材料或结构的疲劳极限、寿命和可靠性。

2.2 常见的疲劳试验方法常见的疲劳试验方法包括:- 轴向拉压疲劳试验:通过施加轴向拉力或压力来对材料进行循环加载,以评估其抗拉/压疲劳性能。

- 弯曲疲劳试验:施加弯曲力以模拟结构在实际使用中所受到的曲度变化,并评估材料或结构的抗弯曲疲劳性能。

- 扭转疲劳试验:通过扭转加载对材料进行循环应变,以评估其抗扭转疲劳性能。

- 振动疲劳试验:通过施加振动载荷模拟实际使用条件下的震动环境,评估材料或结构的抗振动疲劳性能。

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WFT 六分力传感器
载荷称重传感器
TORKDISK®
静/动态压力传感器
信号调理器
扭矩传感器
Miniature Accelerometer
小型加速度计
3-Component Dynamic Force
DC Accelerometer
High Sensitivity
DC 加速度计
Microphones 高灵敏度传声器
六分力传感器输出信号
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左右悬架位移信号
左前轮轴头三向加速度信号
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左前轮轴头三向加速度信号
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载荷分解
汽车在行驶过程中,不平路面的激励以及驾驶员输入(转向,加速,制动)将导 致汽车行驶状态的变化。这种变化将使车轮载荷随时间而变,进而悬架各零部件之间
发生相对位移。这种相对位移的产生源于悬架各零部件之间的动态载荷所发生的相对
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Series 5400 Wheel Force Transducer
5400系列车轮六分力传感器 What does it do? 它用来做什么?
…a 6 degree of freedom sensor capable of measuring vertical, lateral, and longitudinal forces simultaneously with brake, steer, and camber moments 在车轮制动、转向和外倾时,能够同时测量车轮的垂直、侧向及纵向的 力和扭矩的六自由度的传感器。
整车道路载荷测试 整车疲劳试验

零部件载荷测试
零部件疲劳试验 整车应力测试 零部件应力测试

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汽车疲劳耐久试验
汽车疲劳耐久解决方案流程
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测试步骤
1. 对所有的通道和传感器进行命名和编号。
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测试步骤
2. 确认方向
1)加速度计方向与整车坐标系的关系 2)位移传感器:拉伸为正,压缩为负 3)方向盘转角:左转为正
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PCB GROUP
Vibration, Shock, Pressure, Force, Load, Torque, Acoustic Measurement Solutions
振动、冲击、压力、力、载荷、扭矩、声学等测试解决方案
Load Cell
Pressure Transducer
Signal Conditioner
变化,故而在行驶里程累计到一定程度后,某些零部件将会疲劳破坏。因此有效的获 取悬架零部件动态载荷时间历程,是分析和设计零部件耐久性能的重要工作。
一般来说,悬架结构强度和疲劳分析可以分为零部件级和系统级分析方法。
零部件级分析:采用多体动力学方法得到悬架硬点载荷,对单一结构进行分析的 方法; 系统级分析方法:以整个悬架为基础,同时考虑衬套、限位块刚度以及零部件间 相互运动的影响的分析方法。 零部件级分析方法原理简单,而且容易将分析过程流程化、规范化,从而保证分 析结果的准确性和一致性; 系统级分析方法,由于能够考虑几乎所有的悬架本身特性,如非线性连接关系、 运动关系等特性,因而可以得到更为准确的分析结果。

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History of Wheel Force Transducer
车轮六分力传感器发展历史 Single Piece Design 整体式设计 L – Strut Configuration Cabling through Spindle L型桥路设计 信号由特殊改制的传动轴输出
History of Wheel Force Transducer
车轮六分力传感器发展历史

AT Caldwell Award for Technical Paper on WFT WFT技术论文所获奖励
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History of Wheel Force Transducer
车轮六分力传感器发展历史 Second Generation – Evolves to be like the modern WFT 第二代-与现在主流的WFT产品已经非常相似
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设备仪器安装调试
车轮六分力传感器
测力方向盘
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设备仪器安装调试
三向加速度传感器
拉线式位移
GPS天线
应变片
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试验规范
制定严格全面的道路试验规范。
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试验规范
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测试原则
原则:测试过程中,确保试验数据的可靠与准确性。(为了确保数据质量, 在正式测试之前,进行一个试测。试测的工况可以选择加速+制动+转 向的工况,然后进行数据检查和校队。)
都将是0。因此在采集完成后,要对此进行处理;
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测试步骤
11. 有条件的话,可以采用给特征路面标记
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测试步骤
12. 采集完成后,要对所有加速度信号进行低通滤波器滤波,并注意没有 相位移动;最后对所有采集的信号要进行检查,在确保信号没问题后, 再拆解测试仪器。
13. 完成测试报告,并对所有测试通道的正负极和测量信号名称与内容给 予明确说明,必要时附以照片帮助说明(要特别注意的是,车辆参考坐 标系的XYZ方向,按右手螺旋法则,X:水平指向车后;Y:水平指向车右; Z:垂直指向车上。因此对各通道正负极说明时,尽可能用车辆参考坐标 系说明)。
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Series 5400 Wheel Force Transducer
5400系列车轮六分力传感器
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记录试验车状态
试验车量 变速箱类型
驱动类型
轮胎类型 前桥轴荷 后桥轴荷 测试基本情况
时间
试验场 襄樊 室外温度 测试人员
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设备仪器安装调试
每一个设备仪器都需要调试正常,
应变最好有补偿,做成半桥或者全桥。
数据线一定采用高屏蔽的线缆。
通道很多,一个数采可能不够,可以用多个,最好所有通道一次同步 采集,必 要时用路由器同步。 供电:电源最好采用直流电瓶。六分力传感器单独供电,电瓶必须固定。 加速度计等传感器必须固定在大的不易变形的零件上,固定支架必须 保证最够的强度和刚度。

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整车与零部件性能试验
整车与零部件性能试验规范制定流程
顾客需求
市场规范
产品定义
整车性能规范
整车性能与子系 统的关系
子系统性能规范
整车性能规范向 子系统分解
零部件性能规范
子系统性能规范 向零部件分解
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整车与零部件性能试验
整车与零部件试验
疲劳与强度试验
振动与噪声试验
整车道路试验 • 整车不同路面试验噪音 与振动测试 实验室试验 • 整车转鼓试验台试验 • 整车模态试验 • 零部件模态试验 • 进气噪音测试 • 排气噪音测试 • 转递函数测试 • 整车漏声测试 减震降噪材料试验 • 吸音系数测试 • 声音传递损失测试 • 阻尼特性测试 • 橡胶件刚度测试
3. 对分段采集的工况名称,采集次数要预先编号,让其与实验工况的名称 一致,如制动工况、蛇形工况等等。 4. 采集之前,测量各轮胎气压以保证气压一致,同时测量各轮胎静态载荷; 记录天气和室外温度,风速和方向,路面是否积水等; 轮胎一定要做动 平衡。 5. 在正式上路采集之前,让汽车处于水平路面,发动机怠速,记录数据10 秒钟 ; 6. 在采集完之后,让汽车处于水平路面,发动机怠速,记录数据10秒钟;
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Series 5400 Wheel Force Transducer
5400系列车轮六分力传感器 So what exactly is a Wheel Force Transducer? 什么是车轮六分力传感器?
…essentially a ―disk‖ designed to replace the center of the vehicle rim that is strain gaged to measure forces and moments about its center 本质上来说,它就是一个替代汽车轮辋中心部分的圆盘,通过其上的应 变片来测量作用在车轮中心位置上的力和扭矩。
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History of Wheel Force Transducer
车轮六分力传感器发展历史 Original complete one wheel system with Transducer Interface Unit (TIU) 最初的一套完整的六分力传感器系统,带TIU接口单元
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- Acquired Key Transducers in 1999 1999年并购Key Transducers公司 - Acquired RS Technologies assets in 2009 于2009年收购RS Technologies公司 - Engineers and manufactures load cells, torque transducers, wheel force transducers 设计和制造载荷传感器、扭矩传感器以及六分力传感器 - Engineers and manufactures tooling systems based on load and torque applications (torque angle transducers, torque wrenches, acquisitions units) 基于载荷和扭矩的应用,设计和制造相应的延伸产品(扭矩角度传感器, 扭矩扳手,采集模块) - Markets to automotive, aerospace and rail applications 应用领域涉及汽车,航空航天以及铁路
三分量动态力传感器
Sound Level Meters
Human Vibration Meters
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