汽车疲劳耐久性试验

Ni - 第 i 级载荷的循环次数;
c - 疲劳强度系数；;
m - 疲劳强度指数.
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道路相关技术
车辆在试车场典型试验道路 j上按照规定的工况行驶一周, 该零件测量载荷 的l 级单参数雨流矩阵为:
n j n1, j , n2, j ,.....n. l, j T
相应的疲劳损伤矩阵为:
d j
d1, j , d2, j ,.....d. l, j
T
n m 1, j 1, j
/
c,
n2,
j
m 2,
j
/
c,
...
.
.n. l
,
j
m l, j
/c
T ...(3)
道路 j行驶一周产生的的总损伤为:
其中:
l
l
f j
di, j
n m i, j i, j
/c
1
1
i, j -第i 级载荷;
Damage Calculation: -Strain Life
- Linear Damage Summation
15
用户车辆使用测量-应用
16
道路相关技术
结构的疲劳破坏机理
➢ 结构的疲劳破坏是由于结构在动载荷作用下塑性/疲劳损伤累积的结 果；
➢ 循环载荷的描述-雨流矩阵；
Classes
4
3
1
用户车辆使用测量-结果
承载结构-循环载荷
Cycles Count
Cycles Count
10000 1000 100
10 1
0 40 80 120 160
Strain(ue)
10000 1000 100
10 1
90% ile Estimate 90% Upper bound 90% Lower bound
用户 车辆使用
认证试验
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
6
用户车辆使用测量-用途
用户车辆使用
工程设计 技术要求 （整车/系统/部件)
认证试验规范开发
可靠性（寿命）、 优化设计
耐久、性能预测 （FEAM)
发现、消除潜在 失效模式
减少售后索赔和 召回成本
ni, j -第i 级载荷的循环次数;
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道路相关技术
将试车场 k 种典型道路按不同比例进行混合：
设试车场典型道路j 的加权系数为 A j ，根据线性损伤线性累积原理则总损
伤矩阵为:
k
k
d
dj
Aj d1, j , d 2, j ,...... dl , j T
0
50
100
150
200
Distances (km)
9
用户车辆使用测量-结果
承载结构-载荷分布
Counts Vehicle speed (km/h)
-4.0
-3.5
-3.0
-2.5
-2.0
Le v e l-Crossing of LF WFT Force
-1.5
-1.0
1.E+05
1.E+05
8.E+04
10
用户车辆使用测量-结果
承载结构-循环载荷
Rainflow of WFT_LF_Fx DYPG GMW15531
1.E+08 1.E+07 1.E+06 1.E+05 1.E+04
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Range (kN)
11
Cycle Counts
相关
7
用户车辆使用测量-内容
承载结构载荷
•道路路面 •车辆载重
•环境
用户使用
动力传动系统
•地区交通特点 •驾驶习惯 •油品质量 •环境
装置和附件的使用
•车辆用途 •驾驶习惯
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用户车辆使用测量-结果
承载结构-行使速度
Distance @ Level of Vehicle speed
Vehicle speed (km/h)
2
汽车疲劳耐久试验介绍
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 Warranty 成本； ➢ 快速：适应产品开发流程需求。
3
汽车疲劳耐久试验介绍
Βιβλιοθήκη Baidu
0 40 80 120 160 200
Strain(ue)
12
用户车辆使用测量-结果
驾驶习惯、装置使用
13
用户车辆使用测量-结果
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用户车辆使用测量-应用
承载结构载荷-疲劳损伤
Neuber Rule
Rainflow Counting
Material Data Component Geometry
N N1, N2 ,.....N . l T
…… (1)
相应的疲劳损伤矩阵为:
D D1, D2 ,.....D. l T
N1
m 1
/ c,
N
2
m 2
/
c,.
...
..Nl
m l
/
c
T
…… (2)
该零件在疲劳载荷作用下的总损伤为:
l
l
F
Di
N
i
m i
/c
1
1
其中: i - 第 i 级载荷;
目录
➢ 汽车疲劳耐久试验介绍 ➢ 用户车辆使用测量 ➢ 道路相关技术 ➢ 加速结构耐久试验规范开发
1
汽车疲劳耐久试验介绍
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。
➢ 方法 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； 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。
6.E+04
4.E+04
2.E+04
0.E+00
-0.5
0.0
Force (kN)
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
V-speed Distribution of WFT Force
160
140
120
100
80
60
40
20
0
0.E+0 2.E+0 4.E+0 6.E+0
0
4
4
4
Counts
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
➢ 累积塑性/疲劳损伤是由循环载荷引起的。
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道路相关技术
基于疲劳损伤等效的道路相关
假设车辆的某零件在其整个使用寿命里程的疲劳载荷的 l 级单参数(变 程—循环次数)雨流矩阵为:
当前主要认证手段 – 试车场道路试验
➢ 提供了全面、系统和总成间相互作用载荷谱； ➢ 道路试验提供包括驱动、环境、道路表面和机械工况在
内的全面整车级载荷谱； ➢ 道路试验提供驾驶员反馈 -人体生理学的、车辆响应、主
观感觉等等。
4
汽车疲劳耐久试验介绍
5
用户车辆使用测量-目的
失效模式
不相关：
耐久试验完全不 能反映实际使用