合成道路谱在四通道整车道路模拟试验中的应用
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图 ２ 测 量 点 布 置 位 置 和 四 通 道 整 车 遭 路 模 拟 试 验 台
０２ 受纵 向载荷 （ 向 ） ．： 和侧 向载 荷 （ ｙ向 ） 响 的测 影 量 通道 标准 差较 大 ．大部 分通道 的标 准差大 于 ０ ． ． ２
因为 、 ｙ方 向受驾驶 员 驾驶 习惯 的影 响 比较 明显
密 度 函数 Ｇ右 ∽ 表 示 ， 前 则
趔
龟
Ｎ（ｏ ） １ｇ
Ｇ有 （ Ｇ左 （ ｏ （ 前 ＝ 前 ｃ 式 中 ．ｏ （） ｃｂ ｆ 为相 干 函数［ ２ １
（） １
图 ３ 损 伤 值 计 算 示 意
根 据 左前 轮 和右前 轮作 动缸 位移 激励 信 号 的功
率 谱密 度 函数 ， 结合 统计 学要 求 （ 如均 方根 值 等 ） 可 ，
．
试验 ． 试 ． 测
整 车 车 身 在 正 常 行 驶 状 态 下 主 要 受 到 以 下 载 荷 ： 不平 路 面上行 驶 时激起 的振 动 ； 弯道 、 在 在 起动 、
础 。本 文利用 线 性损 伤 累积理 论 （ ｎｒｅ ｍ ｎａｙ ｍｉｅ ｌ ｅ ｔｒ） ｅ 计算 每个 测量 通 道 的损 伤值 ｐ 具 体操 作方 法如 图 ３ １ ， 所示 。图 ３中 ，一 ５ Ⅳ标 准 参 考线 是斜 率 为 ５ 通过 点 、
均值 ； ｎ为测 量次 数 ； 为标 准 差 ； 为在 载荷 作 ｓ 。
０ ～１ ●
况 和评 价合 成道路谱 的实际加载效果 ． 车身 、 盘部 在 底 件 、 和车轮等多个部位布置 了测量点 ． 悬架 并采用 了多
种类 型传感 器 ． ７ 共 ６个信号通道 测量点 布置位 置和 四通 道整车道路模拟试验 台如 图 ２ 所示
做 为其 它信 号处 理 表 １可知 ． 同测 量点 的损伤 从 不
值 标 准差 是不 同的 ， 垂 直 载荷 （ 对 ｚ向 ） 感 的测量 敏 通 道 （ 车轮 加 速度 ） 准 差 总体 较小 ． 如 标 大部 分 通道 的标 准差 在 ０１以 内 ．只有个 别通 道 的标 准差 大 于 ．
用 下 加载 至 失 效 时 的循 环次 数 ： ｍ为载 荷 谱 中载荷
∑ 一 出现 的统 计次 数
６次 道路 测量 的损 伤值 的几 何 平均 值 和标 准差 ～
及 合成 道路谱 激励 下 的损伤 值见表 １
将 表 １中的 ７ ６个 通道 按 照 、 、 方 向的 ｌ Ｚ３个 ， 敏 感 性 进 行 分 类 １ ｌ ～ ３号 通 道 对 向 载 荷 敏感 ： １ ～ ６号 通 道 对 ｙ 向 载 荷 敏 感 ：７ ６ ４２ ２ ～ ４号 通 道 对 ｚ 向载荷 敏感 ：５ ７ ６ ６号通 道不 能 明确 载荷敏 感方 向 ．
通 过傅 立 叶逆 变换 生成 作动 缸对 车辆 激励 的时域 信 号 后 轮 的激励 与 前轮 的激 励相 比只有一 个 时 间上 的延迟 ， 延迟 通 过车 速和 轴距来 定 义 。这样 ． 生 此 就
损 伤值 Ｄ及 其几 何平 均值 Ｄ 和标 准差 。 的计
算式 分 别为 ：
篑
路 激励 强 度 ．作 为 与合 成道 路谱 激励 强度 比较 的基
２１年 ０１ 第 ｌ 期 １
内， 只有 个别 通道 在此 范 围之外
．．— —
４ ．— ９ ． ． —
．
试验 ． 试 ・ 测
表 ｌ ６次 道路 测 量 损 伤 值 的 几 何 平均 值 和 标 准 差 及 合成 道 路 谱 激 励 下 的 损伤 值
道 ６次 测 量 的 相 对 载 荷 波 动 范 围 基 本 在 ０５ ． ． ０ ２
程 的数 倍 ， 到 强化 作 用 ， 而 缩 短 试 验 周 期 ８圈 起 从
Ｓ ＶＰ道 路构 成一 个测 量数 据 ．共 进行 了 ６次 道路 测 量 ，利 用 统计 分析 手段 获得 平均 的实际 强化试 验 道
通 道
１Ｆ 一 ＸＶＬ ２Ｆ 一 ＸＶＲ ３Ｆ 一 ＸＲＬ ４Ｆ － ＸＲＲ ５ ＭＹＶＬ 一
６一ＭＹＶＲ ７一Ｍ ＹＲＬ
Ｓ Ｐ损 伤 值 的 Ｖ 几 何平 均 值
（０ ，０） １ １ 的直线 。
加 速 和Biblioteka Baidu 动 中产 生 的惯 性载 荷 ： 动 系 的激励 载荷 传
后 ２种 载荷 产 生 的频次 相对 较少 ．主要对 车 身与 发 动机 、 变速 器和 底盘 的连 接点 有影 响 ． 四通道 合成 在
道 路谱 中不做 考虑 左 前 轮作 动缸 位移激 励 信号 用功 率谱 密度 函数 Ｇ左 （ 表示 ， 前轮 作 动缸 位移 激 励信 号用 功 率谱 前厂 ） 右
在上 海 大众试 车 场采 集试 验载 荷 上海 大众 试 车场 的 强化 试验 道 路 （ 简称 Ｓ Ｐ道 路 ） Ｖ 共设 有 １ ５种 特种 路 面 ．包 含 产 品车使 用过 程 中可 能遇 到 的各 种
将 每次 测量 的实 际损 伤值 和几何 平均值 的比值
定 义为 相对 载荷 ．图 ４为 ６次道 路测 量 中实 际道 路
（ ２ ）
（） ３
（） ４
成 了 ４个 车轮 的激 励时 域信 号 ，可立 即进 行 道路模
拟 试验
３ 合成 道 路 谱 在 某 车 型 中 的应 用
以某款 车为例 ． 分析合 成道路谱 在 四通道 整 车道
路模 拟试 验 中的应用效果 为全面 了解整 车的受 载情
式 中 ， Ｄ 为每 次测 量 的损伤 值 ： 损伤 值 的几 何平 Ｄ为
路 面 状 况 ． 其 特 征按 一定 比例浓 缩放 大 ． 试 验 车 将 使
在该 道路 上行 驶 的里 程相 当 于在外 界道 路上 行驶 里
载荷 的离散 情况 及平 均道 路载荷 ．与表 １中标准 差 大 小变 化是 一致 的 向和 ｙ向信 号通 道 ６次道路 测 量 的相对 载荷 波 动范 围在 ０１ ５０内 ： ． ． － Ｚ向信号 通
０２ 受纵 向载荷 （ 向 ） ．： 和侧 向载 荷 （ ｙ向 ） 响 的测 影 量 通道 标准 差较 大 ．大部 分通道 的标 准差大 于 ０ ． ． ２
因为 、 ｙ方 向受驾驶 员 驾驶 习惯 的影 响 比较 明显
密 度 函数 Ｇ右 ∽ 表 示 ， 前 则
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Ｇ有 （ Ｇ左 （ ｏ （ 前 ＝ 前 ｃ 式 中 ．ｏ （） ｃｂ ｆ 为相 干 函数［ ２ １
（） １
图 ３ 损 伤 值 计 算 示 意
根 据 左前 轮 和右前 轮作 动缸 位移 激励 信 号 的功
率 谱密 度 函数 ， 结合 统计 学要 求 （ 如均 方根 值 等 ） 可 ，
．
试验 ． 试 ． 测
整 车 车 身 在 正 常 行 驶 状 态 下 主 要 受 到 以 下 载 荷 ： 不平 路 面上行 驶 时激起 的振 动 ； 弯道 、 在 在 起动 、
础 。本 文利用 线 性损 伤 累积理 论 （ ｎｒｅ ｍ ｎａｙ ｍｉｅ ｌ ｅ ｔｒ） ｅ 计算 每个 测量 通 道 的损 伤值 ｐ 具 体操 作方 法如 图 ３ １ ， 所示 。图 ３中 ，一 ５ Ⅳ标 准 参 考线 是斜 率 为 ５ 通过 点 、
均值 ； ｎ为测 量次 数 ； 为标 准 差 ； 为在 载荷 作 ｓ 。
０ ～１ ●
况 和评 价合 成道路谱 的实际加载效果 ． 车身 、 盘部 在 底 件 、 和车轮等多个部位布置 了测量点 ． 悬架 并采用 了多
种类 型传感 器 ． ７ 共 ６个信号通道 测量点 布置位 置和 四通 道整车道路模拟试验 台如 图 ２ 所示
做 为其 它信 号处 理 表 １可知 ． 同测 量点 的损伤 从 不
值 标 准差 是不 同的 ， 垂 直 载荷 （ 对 ｚ向 ） 感 的测量 敏 通 道 （ 车轮 加 速度 ） 准 差 总体 较小 ． 如 标 大部 分 通道 的标 准差 在 ０１以 内 ．只有个 别通 道 的标 准差 大 于 ．
用 下 加载 至 失 效 时 的循 环次 数 ： ｍ为载 荷 谱 中载荷
∑ 一 出现 的统 计次 数
６次 道路 测量 的损 伤值 的几 何 平均 值 和标 准差 ～
及 合成 道路谱 激励 下 的损伤 值见表 １
将 表 １中的 ７ ６个 通道 按 照 、 、 方 向的 ｌ Ｚ３个 ， 敏 感 性 进 行 分 类 １ ｌ ～ ３号 通 道 对 向 载 荷 敏感 ： １ ～ ６号 通 道 对 ｙ 向 载 荷 敏 感 ：７ ６ ４２ ２ ～ ４号 通 道 对 ｚ 向载荷 敏感 ：５ ７ ６ ６号通 道不 能 明确 载荷敏 感方 向 ．
通 过傅 立 叶逆 变换 生成 作动 缸对 车辆 激励 的时域 信 号 后 轮 的激励 与 前轮 的激 励相 比只有一 个 时 间上 的延迟 ， 延迟 通 过车 速和 轴距来 定 义 。这样 ． 生 此 就
损 伤值 Ｄ及 其几 何平 均值 Ｄ 和标 准差 。 的计
算式 分 别为 ：
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路 激励 强 度 ．作 为 与合 成道 路谱 激励 强度 比较 的基
２１年 ０１ 第 ｌ 期 １
内， 只有 个别 通道 在此 范 围之外
．．— —
４ ．— ９ ． ． —
．
试验 ． 试 ・ 测
表 ｌ ６次 道路 测 量 损 伤 值 的 几 何 平均 值 和 标 准 差 及 合成 道 路 谱 激 励 下 的 损伤 值
道 ６次 测 量 的 相 对 载 荷 波 动 范 围 基 本 在 ０５ ． ． ０ ２
程 的数 倍 ， 到 强化 作 用 ， 而 缩 短 试 验 周 期 ８圈 起 从
Ｓ ＶＰ道 路构 成一 个测 量数 据 ．共 进行 了 ６次 道路 测 量 ，利 用 统计 分析 手段 获得 平均 的实际 强化试 验 道
通 道
１Ｆ 一 ＸＶＬ ２Ｆ 一 ＸＶＲ ３Ｆ 一 ＸＲＬ ４Ｆ － ＸＲＲ ５ ＭＹＶＬ 一
６一ＭＹＶＲ ７一Ｍ ＹＲＬ
Ｓ Ｐ损 伤 值 的 Ｖ 几 何平 均 值
（０ ，０） １ １ 的直线 。
加 速 和Biblioteka Baidu 动 中产 生 的惯 性载 荷 ： 动 系 的激励 载荷 传
后 ２种 载荷 产 生 的频次 相对 较少 ．主要对 车 身与 发 动机 、 变速 器和 底盘 的连 接点 有影 响 ． 四通道 合成 在
道 路谱 中不做 考虑 左 前 轮作 动缸 位移激 励 信号 用功 率谱 密度 函数 Ｇ左 （ 表示 ， 前轮 作 动缸 位移 激 励信 号用 功 率谱 前厂 ） 右
在上 海 大众试 车 场采 集试 验载 荷 上海 大众 试 车场 的 强化 试验 道 路 （ 简称 Ｓ Ｐ道 路 ） Ｖ 共设 有 １ ５种 特种 路 面 ．包 含 产 品车使 用过 程 中可 能遇 到 的各 种
将 每次 测量 的实 际损 伤值 和几何 平均值 的比值
定 义为 相对 载荷 ．图 ４为 ６次道 路测 量 中实 际道 路
（ ２ ）
（） ３
（） ４
成 了 ４个 车轮 的激 励时 域信 号 ，可立 即进 行 道路模
拟 试验
３ 合成 道 路 谱 在 某 车 型 中 的应 用
以某款 车为例 ． 分析合 成道路谱 在 四通道 整 车道
路模 拟试 验 中的应用效果 为全面 了解整 车的受 载情
式 中 ， Ｄ 为每 次测 量 的损伤 值 ： 损伤 值 的几 何平 Ｄ为
路 面 状 况 ． 其 特 征按 一定 比例浓 缩放 大 ． 试 验 车 将 使
在该 道路 上行 驶 的里 程相 当 于在外 界道 路上 行驶 里
载荷 的离散 情况 及平 均道 路载荷 ．与表 １中标准 差 大 小变 化是 一致 的 向和 ｙ向信 号通 道 ６次道路 测 量 的相对 载荷 波 动范 围在 ０１ ５０内 ： ． ． － Ｚ向信号 通