汽车疲劳耐久道路试验
汽车零部件台架耐久试验标准研究

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以用 其应 力幅值对 应S — N『 抖 l 线 的疲 劳寿命来进
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行 累 加 。 针 对形 状 均 匀 的 金 属 材 料 ,可 以 f { 1
应 力 值 范 同
:
L c l g C 一 L 。 g( N k ) m
此 原 则来估 算 某一 应 力波 形 下的疲 劳 寿 命 , 但 对于形 状复杂 的金 属零部 件 ,这 种预估 就 不是那么精确 了。
… ・ … … … … … … … … … … … … … … … - … … … … … … … … … … … … -
是 台架 试验 ,试验标 准都是影 响测试 结果 的 决定性 因素 ,而这些试验标准 的制 定原 则是 :
能达到与用 户实 际使用寿命 相同的测 试效果 。
目前同 内各 整车企业 均有 自己 的一 套耐 久试
坏 是有一 定规律可 循的 ,零部件 受到 的应 力 幅值 ,平均 应 力大小 ,循环次数 是发生 疲劳 损 坏的重 要 素 ,这就 为在实验 室 台架上重
新 车型上市 之前都需 要通过 针对 系统
或零部 件的各类 测试 ,而耐 久性测 试则 是其 巾尤 为重要 的一类 目前 同内汽 车零部件 的
纹 扩 展 而最 终 导 致结 构 破 坏 的过 程 … 。
汽车零部 件多 为金 属材 料 .容 易在循 环 应力或应 变的作用 下 ,在一处或 几处产 生局
部 永 久性 累 积 损 伤 ,经 一 定 循 环 次 数 的 冲击
后 突然产 乍裂纹或 突然 发生断 裂 . .而此 类破
汽车 零部 件耐 久试 验概 述
…
…
ICE-flow汽车疲劳耐久性工程解决方案

ICE-flow汽车疲劳耐久性工程解决方案近年来,随着CAD/CAE 技术突飞猛进,靠实验室台架试验或试车场路试来评价或改进汽车耐久性的方法成本高、周期长,已经逐步被虚拟耐久性设计理念取代。
随着汽车行业内的竞争不断加剧,汽车制造商无不面临着如下情况:满足用户日益提高的安全性及可靠性要求的同时做到节省成本。
其中,汽车的疲劳耐久性设计就是必须面对的重要课题之一。
疲劳耐久性工程长期以来,汽车的耐久性主要靠实验室台架试验或试车场路试来评价或改进,这种设计思路成本高、周期长。
近一二十年来,CAD/CAE 技术突飞猛进,虚拟耐久性设计理念已经在一些著名的汽车公司得到了广泛应用。
一个完整的疲劳耐久性解决方案通常包括如下步骤(如图1):根据用户用途建立寿命设计目标;采集用户使用环境和试车场载荷数据;验证分析处理实测数据;创建零构件几何模型;求取零构件间所传递的载荷;获取材料的疲劳寿命性能;预估零构件的疲劳寿命;台架模拟试验;试车场耐久性试验。
图1 疲劳耐久性解决方案流程ICE-flow 的功能作为著名的疲劳耐久性技术服务公司之一的英国恩科(nCode)国际有限公司开发了一整套用于汽车耐久性设计、分析、试验及管理的硬件和软件工具——ICE-flow 系列产品。
包括:数据采集器Somat eDAQ、数据分析处理及实验疲劳软件GlyphWorks、CAE 疲劳分析软件DesignLife 和耐久性数据管理软件系统Library。
ICE-flow 集工程数据采集分析处理、疲劳寿命分析模拟、实验室台架加速和远程数据传递及管理于一身,是进行一体化抗疲劳设计必备的一个分析工具,也是进行异地协同设计的有效工具。
ICE-flow 系列产品如图2 所示,以下对各功能分别进行介绍。
图2 ICE- flow 系列产品。
汽车件耐久性测试方案

汽车件耐久性测试方案汽车件的耐久性测试是为了确定汽车件在长期使用中能否保持良好的性能,并能够承受各种恶劣环境和使用条件的考验。
以下是一个汽车件耐久性测试方案的大致框架,供参考:一、测试目标和要求1. 目标:评估汽车件在预定使用寿命内的可靠性和耐久性表现。
2. 要求:确保汽车件在各种条件下能够达到设计要求,并保持长期的性能稳定。
二、测试内容和方法1. 环境适应性测试:测试汽车件在不同的温度、湿度、震动等环境条件下的性能表现。
2. 功能性能测试:测试汽车件在各种使用条件下的性能是否符合设计要求。
3. 耐久性测试:模拟汽车件在长期使用过程中的疲劳和老化情况。
4. 试验方法:根据相关国家和行业标准,选择适当的试验方法和设备进行测试。
三、测试方案和流程1. 确定测试项目和参数:根据汽车件的设计要求和实际使用情况,确定测试项目和相关参数。
2. 设计测试装置和设备:根据测试项目的要求,设计和制作适当的测试装置和设备。
3. 定义测试标准和指标:制定明确的测试标准和指标,用于评估汽车件的性能和耐久性。
4. 进行测试样品的准备:选择一定数量的测试样品,进行相关的预处理和标记。
5. 进行测试:按照预定的测试方案和流程,对测试样品进行相应的测试。
6. 数据分析和评估:收集测试数据,进行数据分析和评估,判断汽车件的耐久性表现。
7. 编写测试报告:总结测试结果,编写测试报告,并提出改进建议和意见。
四、测试安全和注意事项1. 确保测试设备和仪器的安全运行和使用。
2. 严格按照测试流程和操作规范进行测试,避免人为操作失误。
3. 在测试过程中,及时处理可能出现的问题和异常情况。
4. 对测试样品进行适当的防护和保养,保证其在测试过程中的完整性和准确性。
以上是一个汽车件耐久性测试方案的大致框架,具体的测试方案需要根据具体的汽车件种类和使用条件进行细化和完善。
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。
GB T 12679-90汽车耐久性行驶试验方法

中华人民共和国国家标准汽车耐久性行驶试验方法GB/T 12679—90代替GB 1334—77Motor vehicles—Durability running—Test method1 主题内容与适用范围本标准规定了汽车耐久性行驶试验方法。
本标准适用于大批量生产的汽车(矿用自卸汽车参照执行)。
2 引用标准GB/T 12534汽车道路试验方法通则GB/T 12545汽车燃料消耗量试验方法GB/T 12548汽车速度表、里程表检验校正方法GB/T 12678汽车可靠性行驶试验方法JB 3743汽车发动机性能试验方法3 术语3.1 汽车耐久性指汽车在规定的使用和维修条件下,达到某种技术或经济指标极限时,完成功能的能力。
3.2 汽车耐久度指汽车在规定的使用和维修条件下,能够达到预定的初次大修里程而又不发生耐久性损坏的概率。
3.3 汽车耐久性损坏指汽车构件的疲劳损坏已变得异常频繁;磨损超过限值;材料锈蚀老化;汽车主要技术性能下降,超过规定限值;维修费用不断增长,已达到继续使用时经济上不合理或安全不能保证的程度。
其结果是更换主要总成或大修汽车。
4 试验条件按GB/T 12678的规定。
5 试验车辆5.1 用于汽车耐久性行驶试验的汽车数量按表2确定。
5.2 本试验可用汽车使用试验、常规可靠性试验的同一组汽车。
5.3 整车、各总成及零部件的制造装配调整质量应符合该车技术条件的规定。
6 试验项目及方法6.1 试验程序试验程序按表1进行。
6.2 验收试验汽车6.2.1 应按GB/T 12534中第4章之规定,调整内容须纳入故障统计。
6.3 磨合行驶6.3.1 汽车磨合行驶里程及规范应按该车使用说明书的规定。
出现故障须纳入故障统计。
6.3.2 在汽车磨合行驶最后1000 km时测量机油消耗量。
6.4 发动机性能初试按JB 3743中8.4之规定仅测量总功率。
注:在汽车耐久性行驶试验中,如果发动机大修,则在发动机大修前、后,均要按上述的规定各测量一次总功率。
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
汽车零部件疲劳耐久试验

汽车零部件疲劳耐久试验背景介绍汽车零部件的疲劳耐久性能对于汽车的安全和可靠性至关重要。
在汽车运行过程中,各种零部件都会受到复杂的力学和热力学载荷的作用,长期以来,疲劳失效一直是汽车设计与制造中的一个严重问题。
因此,对汽车零部件的疲劳耐久性能进行准确可靠的试验和评价显得非常重要。
本文将介绍汽车零部件疲劳耐久试验的重要性、试验方法以及试验过程中涉及到的一些关键技术。
试验的重要性汽车零部件在长期使用过程中会受到频繁的振动、冲击和变形等力学载荷的作用,这些载荷可能会导致零部件产生疲劳裂纹并最终失效。
因此,对汽车零部件的疲劳耐久性能进行试验是确保汽车安全可靠的关键环节。
通过疲劳耐久试验,可以评估零部件在真实工况下的寿命和可靠性。
通过分析试验结果,能够为零部件的设计和制造提供重要的参考依据,指导工程师们进行设计和材料选择。
同时,试验结果也可以为汽车制造商和维修人员提供有关零部件维修和更换周期的参考。
试验方法1. 材料准备在进行疲劳耐久试验之前,首先需要准备合适的试验样品和材料。
样品通常由汽车零部件的重要结构部分制作而成,例如悬挂系统、转向系统、发动机部件等。
材料的选择应根据零部件的具体工作环境和力学要求来确定。
2. 试验装置进行疲劳耐久试验需要合适的试验装置。
一般来说,试验装置由试验台、驱动系统、载荷传感器等组成。
试验台应具备稳定的结构和可调节的试验参数,以满足不同试验要求。
驱动系统用于施加加载力,而载荷传感器用于采集试验过程中零部件受到的载荷信息。
3. 试验过程疲劳耐久试验一般分为两个阶段:载荷谱制定与应力历程修正阶段和试验加载阶段。
在载荷谱制定与应力历程修正阶段,根据实际使用条件和统计数据,制定合适的载荷谱。
载荷谱是描述零部件受到的力学载荷的时间历程曲线。
然后,根据材料的应力应变性能,对实际工况下的载荷谱进行修正,以得到逼近实际使用条件下的应力历程。
在试验加载阶段,根据修正后的应力历程对试验样品进行加载。
车轮疲劳试验

车轮疲劳试验简介车轮疲劳试验是一种通过模拟车辆长时间运行状态下的负载情况,评估车轮在使用过程中的耐久性能和寿命的试验方法。
通过该试验可以确定车轮的安全性和可靠性,为车辆设计和制造提供重要参考依据。
试验目的车轮是汽车重要的组成部分之一,其承受着来自路面、悬挂系统等多方面的力量。
长时间运行后,车轮可能出现疲劳裂纹、变形等问题,严重影响行驶安全。
因此,进行车轮疲劳试验旨在评估和验证车轮在长时间使用中的耐久性能和寿命。
试验流程1.准备工作:确定试验样品、选择适当的试验设备和仪器。
2.载荷设定:根据实际使用情况、道路条件等因素,确定合适的载荷大小和类型。
3.车速设定:根据实际使用情况、道路条件等因素,确定合适的车速范围。
4.试验开始:将样品安装到试验设备上,并设置载荷和车速参数。
5.试验监测:使用传感器和监测设备对试验过程中的载荷、变形、温度等进行实时监测和记录。
6.试验终止:根据实际需求,确定试验的终止条件,如达到一定的试验时间或者出现破坏等情况。
7.结果分析:对试验结果进行数据处理和分析,评估车轮的耐久性能和寿命。
试验参数1.载荷:根据实际使用情况和设计要求,确定合适的载荷大小。
常用的载荷类型包括静态载荷、动态载荷和复合载荷等。
2.车速:根据实际使用情况和设计要求,确定合适的车速范围。
常用的车速范围为0-120公里/小时。
3.试验时间:根据实际需求确定试验时间,通常为数小时至数十小时不等。
试验设备1.车轮疲劳试验机:用于模拟车辆在长时间运行状态下对车轮施加各种负载,并记录相关数据。
常见的设备有旋转式疲劳试验机、振动式疲劳试验机等。
2.数据采集系统:用于实时监测和记录试验过程中的载荷、变形、温度等数据。
常见的设备有传感器、数据采集卡等。
试验结果分析1.车轮疲劳寿命:根据试验结果,通过统计分析和可靠性评估等方法,确定车轮的疲劳寿命。
2.车轮变形:通过试验结果中的变形数据,评估车轮在长时间使用中可能出现的变形情况。
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。
整车疲劳耐久性能开发(1)

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
器
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
真
与
基于道路谱的整车疲劳分析

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

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
疲劳试验及其分析方法的研究与应用

疲劳试验及其分析方法的研究与应用近年来,汽车、飞机、机械等领域的发展极大地促进了人类的经济和社会进步,然而,这些高精密机械的使用却不可避免地带来了一系列涉及工程安全和健康的问题。
其中之一就是疲劳损伤。
事实上,所有材料都会经历疲劳,而重复载荷、弯曲、扭曲和震动通常是导致零件损坏的原因,进而导致事故发生。
因此,疲劳性分析变得至关重要,研究整个系统的耐久性,为工程师提供预测和防止各种疲劳现象的方法。
本文将重点介绍疲劳试验及其分析方法的研究与应用。
一、疲劳基础疲劳是由于物体在反复受到应力的作用下,经过一定次数的加载后发生异常损伤和断裂,在实际生产过程中给机械设备带来很大危害。
因此,在进行耐久性设计过程中,必须进行疲劳强度试验。
通过对构件的疲劳破坏试验分析,可以获得相应的材料、零件等物理学性质,并且能够在逐渐确定其受力下,量化分析其疲劳威胁度,以找到有效的解决方案,提高机械设备的耐久性。
二、疲劳试验方法为更好的分析疲劳效应,需要对本质的疲劳特性进行测试,并在进行疲劳寿命分析时,将这些测试中积累的数据加以利用和处理。
目前,常见的疲劳试验方法主要有6种:载荷控制疲劳试验、应变控制疲劳试验、力量降低疲劳试验、一定应力幅疲劳试验、弛豫疲劳试验和复合式疲劳试验。
您可以根据具体需要选择不同的试验方法,在其基础上结合系统化、定量地分析和处理数据,得到更具有实际意义的结果。
三、疲劳分析方法尽管疲劳试验是对材料性质的重要评估,但对于机械结构的安全性而言,疲劳分析却是更为重要的。
采用现代计算机-辅助分析技术,先将载荷历史数据转化成应力-时间/应变-时间曲线,再对其进行计算与分析,可以计算出疲劳寿命及其他性能指标。
在此基础上,结合因素分析、分类分析、回归分析等方法,以全面地预测疲劳损伤。
四、疲劳试验的应用疲劳试验不仅可以应用于机械设备 fatigue testing,而且在其他领域发挥重要作用。
例如,在汽车和气体轮机制造商中,疲劳试验可用于确保主要部件(如油泵)有足够的工作寿命;涉及到机械基础的交通运输装置,如铁路车辆和飞机,疲劳试验可以全面评估其长期安全管理的有效性;而在纺织品、食品工业和医疗工业等行业中,疲劳测试也是非常有用的。
浅谈汽车底盘零件的疲劳试验分析

浅谈汽车底盘零件的疲劳试验分析底盘是车辆结构中负责承受路面和车身负荷的关键部件之一、为了保证底盘的强度和耐久性,需要进行疲劳试验分析,来评估底盘零件在长期使用过程中的疲劳寿命。
本文将从试验方法、试验结果分析和改进措施三个方面来进行分析。
试验方法底盘零件的疲劳试验一般采用低周疲劳试验和高周疲劳试验两种方式。
低周疲劳试验通常采用恒幅加载方式,通过在一定的载荷下施加一定次数的循环载荷进行试验。
高周疲劳试验则采用应变幅变加载方式,即通过在一定应变幅范围内施加高频循环载荷来进行试验。
试验结果以应力-寿命曲线和应变-寿命曲线的形式展示。
试验结果分析通过对底盘零件的疲劳试验结果进行分析,可以得到零件的疲劳寿命,以及零件的疲劳强度和耐久性等信息。
在低周疲劳试验中,随着载荷幅值的增加,零件的寿命明显缩短。
在高周疲劳试验中,随着循环次数的增加,零件的应变幅值和内部应力都会不断积累,导致裂纹的扩展和零件失效。
因此,疲劳寿命是评估底盘零件强度和耐久性的重要指标。
改进措施针对底盘疲劳试验分析结果,需要从设计和材料两个方面进行改进。
针对设计方面,可以根据试验结果提高零件的刚度和强度,减少零件的应力集中。
针对材料方面,可以采用高强度,高韧性的材料来替代原有的材料。
同时,优化零件的表面处理方法,通过表面改性来提高零件的耐久性和抗疲劳性能。
综上所述,底盘零件的疲劳试验分析是评估底盘强度和耐久性的重要手段之一、通过试验得到的结果,可以指导设计、材料选择和工艺改进。
未来,随着材料和制造工艺的发展,底盘零件的疲劳试验分析将会更加精准和可靠。
车辆疲劳耐久性分析、试验与优化关键技术

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。
汽车耐久性试验标准

汽车耐久性试验标准汽车的耐久性试验是评价汽车质量的重要指标之一,也是消费者选择汽车时重要的参考标准之一。
汽车耐久性试验的标准制定对于保障汽车质量、提高汽车安全性具有重要意义。
本文将就汽车耐久性试验标准进行详细介绍。
首先,汽车耐久性试验标准的制定需要考虑到汽车在不同环境下的使用情况,例如高温、低温、高海拔、湿度等环境下的使用情况。
同时还需要考虑到汽车在不同道路条件下的使用情况,例如平整路面、颠簸路面、泥泞路面等。
因此,汽车耐久性试验标准需要综合考虑各种使用环境对汽车的影响。
其次,汽车耐久性试验标准需要包括对汽车各个部件的耐久性测试。
例如发动机的耐久性测试需要考虑到发动机在长时间高负荷工况下的使用情况,以及发动机在不同环境下的使用情况。
车身结构的耐久性测试需要考虑到车身在碰撞、颠簸等情况下的使用情况。
车辆悬挂系统、制动系统、传动系统等部件的耐久性测试也需要进行全面的考虑。
另外,汽车耐久性试验标准还需要考虑到汽车在不同里程下的使用情况。
例如汽车在行驶一定里程后的各个部件的性能是否有明显下降,以及汽车整体的可靠性是否有所减弱。
因此,汽车耐久性试验标准需要包括对汽车在不同里程下的耐久性测试。
最后,汽车耐久性试验标准的制定还需要考虑到汽车的维修保养情况。
汽车在长时间使用后需要进行定期的维修保养,因此汽车耐久性试验标准需要考虑到汽车在不同维修保养情况下的使用情况,以及不同维修保养水平对汽车耐久性的影响。
综上所述,汽车耐久性试验标准的制定需要考虑到汽车在不同环境、不同里程、不同维修保养情况下的使用情况,需要对汽车各个部件的耐久性进行全面的考虑。
只有制定科学合理的汽车耐久性试验标准,才能更好地保障汽车的质量,提高汽车的安全性,满足消费者对汽车质量的需求。
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。
1汽车疲劳耐久性道路试验

道路相关技术
道路相关技术
矩阵缩减
道路相关技术
道路相关技术
道路相关技术
37
一般耐久试验开发(方法1)
37
整车耐久试
验 DPG_T 01
一般耐久试验开发(方法1)
37
一般耐久试验开发(方法1)
一般耐久试验开发(方法1)
41
一般耐久试验开发(方法1)
41
一般耐久试验开发(方法1)
车辆使用测量-用途
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
车辆使用测量-内容
机构调查
客户投诉
开发策略
市场调查
售后服务
车辆使用测量-内容
承载结构载荷道路路面车辆载重
装置和附件的使用车辆用途驾驶习惯
动力传动系统地区交通特点驾驶习惯油品质量•
车辆使用测量-途径和方法
20
使用传动系统
已有信息
用户使用跟踪测量
用户使用调查
车辆使用测量-途径和方法
20
构载荷测量
试车场道路载荷
各地公共道路载荷
数据采集
各种试车场道路
典型公共道路数据采集:非随机- 试验人员随机-当地司机
用户使用调查
各级道路行驶里程及
公共道路分级及典型
乘员和
车CombiTrack
原载荷
加速结构耐久性试验
加速结构耐久试验开发(方法2)
55
加速结构耐久试验开发(方法2)
55
加速结构耐久试验开发(方法2)
55
加速结构耐久试验开发(方法2)
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Microsoft owerPoint Presentatio
疲劳损伤是由循环载荷引起的疲劳损伤取决于循环载荷的大小和作用次数。
Microsoft owerPoint Presentatio
Microsoft owerPoint Presentatio
Microsoft owerPoint Presentatio
30
道路相关技术
结构在相同的载荷作用下,具有相同的疲劳损伤从而具有相 同的疲劳寿命;尽管结构的载荷不同,但只要保证具有相等的 疲劳损伤也将取得相同的疲劳寿命。 多个载荷作用下的疲劳损伤具有迭加性 -(Minor rule)。
行驶路面的强度可以通过结构的疲劳响应进行量化; 为了再现车辆在某一载荷环境下(比如:用户车辆使用、 规定的试验规范)的疲劳损伤-称为目标,可以通过将车辆 在各种典型道路行驶和操作(比如:试车场或试验台架) 时的损伤-称为源,按不同加权(比例)系数进行混合模拟获 得。
14
汽车疲劳耐久试验
用户使用测量
用户使用分析
耐久性试验规范
耐久性道路试验
失效统计分析
疲劳耐久性评价
15
车辆使用测量-目的
失效模式
用户 车辆使用 认证试验
不相关:
耐久试验完全不 能反映实际使用
弱相关:
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
1.E +05 1.E +05 8.E +04 C o u n t s 6.E +04 4.E +04 2.E +04 0.E +00 -0.5 0.0 Force (kN)
-4.0
-3.5
-3.0
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
23
车辆使用测量-结果
31
道路相关技术
基于疲劳损伤等效的道路相关
目标-车辆某一测量点(或零件)在实际使用环境下的载荷雨流矩阵:
N [ N i, j ]
( i , j 1 , 2 ,...... l )
源-该测量点在试车场某典型道路上行驶一周的载荷雨流矩阵:
n h [ n h ,i , j ]
( i , j 1, 2 ,...... l , h 1, 2 ,...... k )
方法
8
汽车疲劳耐久试验
依据
开发策略; 用户特殊需求; 市场反馈(售后失效模式、用户抱怨、机构评价)。
要求
客观:试验方法以用户产品使用为目标(合理的试 验、合理的评价 ); 有效:降低售后产品故障率,减少售后成本; 快速:适应产品开发流程需求。
9
汽车疲劳耐久试验
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
用户需求 机构调查 售后服务
客户投诉 开发策略
市场调查
18
车辆使用测量-内容
用户使用
承载结构载荷
•道路路面 •车辆载重 •环境
装置和附件的使用
12
汽车疲劳耐久试验
耐久性道路试验的角色
能够: 客观地反映并识别和判断设计问题; 提供全面、广泛的工作载荷/输入; 基于实际的用户车辆使用(试验输入反映实际的的运行 工况); 反映典型的使用环境(热、冷环境和腐蚀)工况; 同时兼顾司机/技师/检查人员对车辆的主观评价; 尽可能在产品开发早期获得改进的机会。
百 分位用 户 使用
相对损伤比
27
车辆使用测量-应用
28
车辆使用测量
公共道路载荷和试车场试验载荷相关性
1.40 1.20 1.00
1.22 1.00 1.05 0.97 0.83 0.67 0.83
相对损伤
0.80 0.60 0.40 0.20 0.00
PG TEST
Test 1
Test 3
Test 2
33
道路相关技术
方法1:
基于测量载荷的双参数雨流矩阵,首先根据S-N曲线计算各目标和源载荷雨 流矩阵的等效疲劳损伤,得到总体疲劳损伤矩阵;将目标和各个源的总体疲劳损 伤矩阵按照图1所示的方式划分成一系列互相重叠的子矩阵,同时计算各个子矩 阵所包含的疲劳损伤并构成缩减损伤矩阵。然后按照给定的误差目标,对于缩减 目标损伤矩阵的各个元素和总体损伤进行逐点拟合。
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。
汽车疲劳耐久性试验
1
目录
汽车试验认证 汽车疲劳耐久试验 车辆使用测量 道路相关技术 耐久试验开发
2
汽车试验认证
认证内容:
设计:通过样件试制、装配对设计结构、尺寸、公差配合、部件 之间的相对关系、以及制造工艺进行早期的检、查验证。 功能-定性评价:利用主观、检测的手段,通过实际运行或模拟、 发生设备,对设计意图应具备的功能反应进行验证。 性能-量化评价:按照试验规范或法规规定的条件,借助于道路或 试验台架对产品进行实际运行、操作。通过主观评价或测量方法对 设计意图功能的性能进行验证,以评价其性能是否达到规定的指标 或限值要求。 寿命(可靠性-疲劳耐久性)- 规定条件、规定时间、达到规定要 求:按照试验规范所规定的(载荷)条件,借助于道路或试验台架 对产品进行实际运行、操作。以验证产品在规定寿命周期内其功能 达到规定的要求。
6
汽车试验认证
认证策略:
置信水平的可靠性寿命(可靠度、致信度)- 样本 数、寿命循环 失效判据 失效分类 -等级
7
汽车疲劳耐久试验
目的和方法
目的
发现总体可靠性问题。这些问题可能在车辆的整个使用寿命 过程中被专业用户所关注; 锁定问题; 评价、确认总体可靠性。 再现用户车辆使用和环境; 确认贯穿于车辆使用目标寿命期内的性能和耐久性问题; 由试验人员(司机/工程师)充当/扮演专业用户; 为找到问题原因并解决问题,对各子系统输入进行主观评价。
下,快速早期的认证将为产品设计改进赢得时间和机会,同时也加 速产品开发的进程。
5
汽车试验认证
认证依据(标准、XXTS 的制订):
产品使用:用户车辆使用测量分析 用户特殊需求:质量功能部署 - QFD 市场反馈(售后信息、质量信息):Warranty、J.D.P…. 开发策略 - 专家系统:
各种试车场道路 各种试车场道路
用户使用调查 用户使用调查
21
车辆使用测量-结果
承载结构载荷-行使速度
Distance @ Level of Vehicle speed
Vehicle speed (km/h)
0 50 100 150 200
Distances (km)
22
车辆使用测量-结果
承载结构载荷-载荷分布
d
k
h 1
Ahd
h
k
h 1
Ah[d
h ,i , j
]
32
道路相关技术
疲劳寿命相等则意味着具有相等的疲劳损伤,为了等效目标疲劳损 伤则:
D d
[ Di, j ]
A [d
h 1 h
k
h ,i , j
] [ A h d h ,i , j ]
h 1
k
…… (1)
(i, j 1,2,......l , h 1,2,...... k )
13
汽车疲劳耐久试验
不能够:
代替整车、子系统或部件认证的全部手段; 反映用户实际使用中的某些特例(规范的目标是百分位用户使 用); 反映特殊用途(出租车、警车、……); 替代试验室试验:道路试验无法提供试验条件或环境的台架试验; 量化设计的鲁棒性:不可外推结果(即使可靠度裕度很高); 作为评价互换设计(替代设计)的工具:试验结果只针对试验样 品; 作为产品担保试验:量产产品应由质量控制或货源鉴定保证; 作为评价工艺/制造波动的有效工具。
0.55 0.45 0.36
95%
99%
80%
90%
60%
50%
70%
Public Road
29
道路相关技术
结构的疲劳破坏
结构的疲劳破坏是由于结构在各种循环载荷作用下疲劳损伤累积的结果,疲 劳寿命是疲劳损伤的反映。 疲劳损伤取决于循环载荷的大小和作用次数-用载荷的雨流矩阵描述。
Microsoft erPoint Presenta
典型公共道路数据采集: 典型公共道路数据采集: 非随机非随机- 试验人员 试验人员 随机-当地司机 随机-当地司机
数据采集 数据采集
各级道路行驶 各级道路行驶 里程及比例 里程及比例 公共道路分级 公共道路分级 及典型路段 及典型路段 载荷: 载荷: 乘员和货物 乘员和货物 环境: 环境: 气候、腐蚀 气候、腐蚀
根据材料的 S-N 曲线计算疲劳损伤,相应与上述载荷的疲劳损伤矩阵 分别为:
D [ Di, j ]
( i , j 1 , 2 ,...... l )
d h [ d h ,i, j ]