汽车道路模拟试验二讲解

试 验：整车垂直4通道模拟， 期望响应/控制信号：车轮轴头垂直加速度 编辑准则：ABSMAX ＞10 删除，删除含有绝对最大加速度超过10g的帧 逻辑关系：OR （删除超过设备能力/安全隐患的信号）
2009.10
6
数据分析和编辑
例5、
试 验：整车垂直4通道模拟， 期望响应/控制信号：车轮轴头垂直加速度 编辑准则：删除 Std ＜总体标准差75%的帧 逻辑关系：AND
2009.10
9
数据分析和编辑
例6、
试 验：整车12通道道路模拟， 期望响应/控制信号：车轮三方向力 编辑准则：各个WFT通道保留90%损伤 逻辑关系：AND
2009.10
t=0.5 sec. t=0.1 sec.
原始 t =0.5 sec t =0.1 sec
10
数据分析和编辑
14
数据分析和编辑
上图所示：将超低频期望相应-悬架位移信号进行3倍的时间/频
率压缩，使原来超过设备能力的信号成为可能。
非悬挂质量的惯性力：
压缩前: 压缩后:
f (t) 2 M D Sin( t) f (t) 9 2 M D Sin(3 t)
可见：保持采样速率不变的情况下删除波形中的部分点，相当

H n1


H x 1n 1 H x 2n 2
2009.10
16
系统传递函数测量-FRF
➢单输入单输出系统：
y Hx
H x
1 y
➢多输入多输出系统：
y Hx
x H 1 y
y
H 1
11
y H

2


21

y H n
n1
H 12 H 22
2009.10
11
数据分析和编辑
➢ 编辑方法-4 损伤-频率关联
滤波
2009.10
12
数据分析和编辑
窄带随机过程
2009.10
13
数据分析和编辑
➢编辑方法-5 （特殊信号的编辑处理） 超低频率信号-时基压缩 对时域低频信号进行时基压缩，利用试件的惯性反作用获
得超过设备能力的模拟。
2009.10
n n S d N N S i
i
i
k
i
0
k
0
i
线性累积损伤：
D di
2009.10
8
数据分析和编辑
对于每个雨流循环计算其疲劳损伤，疲劳损伤被赋予该循环的拐点 及其左、右时刻。由此形成损伤时间历程。
t
按照选定的损伤累积时间周期t，计算每一累积分段的累积损伤值。 然后按照总保留损伤要求对各个周期进行删除或保留取舍。
➢断点连接方式和平滑： 半正弦、 线性、 连接到两点平均值、 直接连接
百度文库2009.10
2
数据分析和编辑
➢ 编辑方法-1
时间历程删除-根据目视方法进行手动删除，主要用于： 快速、瞬态道路和工况。 特征易于识别的道路和工况。 包含足够高的损伤密度的道路和工况
例1、删除城市规 范中无损伤数据
基于统计参数的绝对值门槛
基于统计参数的百分比门槛
删除逻辑方法 – 不改变通道间相位关系
AND
OR
删除原则
删除时必须注意保留必要的极端(瞬态)路面；
删除后的路面总长度不应少于原路面长度的一定比例，以避 免过分取舍和强化而引起信号失真。
2009.10
5
数据分析和编辑
例4、
例7、
试 验：整车三轴向道路模拟， 期望响应/控制信号：悬架应变/车轮三方向力 编辑准则：各个应变通道保留90%损伤 逻辑关系：AND
t=0.5 sec. t=0.1 sec.
原始 t =0.5 sec t =0.1 sec
可以看出：在保留同样百分比损伤的前提下，不同的累积分段长度，会 得到不同的压缩效果。过小的累积长度分段将会引入过多的连接，从而改 变信号的频率特性。实际应用时应当兼顾压缩效率和频率特性。
2009.10
15
系统传递函数测量-FRF
➢系统、输入和输出：
输入 X
H
输出 Y
➢道路模拟系统
输入:X(t) 或 X(f)
伺服 控制器
D/A，PID
H(t) 或 H(f)
作动 系统
试验对象 试件
信号测量系 统
作动器， 伺服阀
轮胎，车轮， 悬架结构
传感器
输出:Y(t) 或 Y(f)
Y(t)=H(t)*X(t) 或 Y(f)=H(f)*X(f)
2009.10
7
数据分析和编辑
➢编辑方法-3
基于疲劳损伤删除-根据保留百分比疲劳损伤删除准则删除。 目标：一般90%-95% 损伤保留。
Classes
4
3
1
2
1
4 2
3
6 5
8
9
7
01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
损伤：
2
Mean
j
峰值因数 Crest:
Crest Maxor Min

大于7意味着数据中可能存在毛刺 或其他不规则干扰
2009.10
1
数据分析和编辑
数据编辑
➢目的 缩短试验周期（时间/里程）； 按照保留损伤要求，去掉信号中无/小损伤成分-保持损伤相等/相近； 去除毛刺等异常数据。
➢要求 不产生附加损伤； 保持通道间向相位关系。
多轴试验 And
单轴试验 Or
2009.10
3
数据分析和编辑
例2、删除快速/瞬态规 范中的辅助连接道路
2009.10
4
数据分析和编辑
➢ 编辑方法-2
基于统计删除-根据下列统特征参数门坎准则删除。
ABSMAX、 MEAN、 STD、
CREST、 MIN、 VAR、
MAX、 RMS、 MAX&MIN
数据分析和编辑
➢ 幅值域
根据信号的统计特征值评价判断信号的变化趋势。 统计参数:
最大/小值 Max/Min：
平均值 Mean：
x 1 jN
Mean
N j 1
j
均方根值 RMS：
x 1 jN
RMS
2
N j 1
j
方差/标准差（中心）:
x 1 jN N j 1
于原来波形时间被压缩(因此原波形的频率被提高了)，其惯性力将会
以压缩后和压缩前频率比的平方倍数增加，相应地系统的变形亦会
增加，从而获得大变形的效果 。由于疲劳仅仅取决于载荷大小，不
考虑频率因素。从而使原来不可模拟的载荷成为可能。
注意：采用时基压缩方法时应当充分考虑到各个子系统的结构动力
特性，防止由于引起系统共振而引起附加载荷。