载荷谱试验

83CONSTRUCTION MACHINERY 2016.12试验检测TEST & DETECTION

并联油液混合动力装载机载荷谱测试方法张 前1，陈一鸣1，解国福2（1. 吉林大学 机械科学与工学院，吉林 长春 130025；2. 解放军65541部队，辽宁 大连 116000）［摘要］为获取混合动力装载机传动系统载荷谱，以油液混合动力装载机为例，针对混合动力系统具有多动力源、多工作模式的特点，探讨了基于混合动力传动控制系统的载荷谱测试方法；基于混合动力装载机工作模式，分析了载荷谱多模式分段方法。该测试方法可为混合动力装载机功率流分配和可靠性研究提供依据。［关键词］装载机；混合动力；载荷谱；测试方法［中图分类号］TH243 ［文献标识码］B ［文章编号］1001-554X（2016）12-0083-03The test method of load spectrum for the parallel hybrid hydraulic loaderZHANG Qian，CHEN Yi-ming，XIE Guo-fu传统装载机载荷谱研究已较为成熟，但混合动力装载机存在工作模式切换以及多动力源耦合，其传动系载荷谱与传统装载机存在明显差异，故不能完全照搬。本文以并联油液混合动力装载机为例，讨论了基于混合动力传动控制系统的载荷谱测试方法，并基于混合动力装载机的工作模式，讨论了载荷谱多模式分段方法，为研究混合动力装载机载荷谱提供依据。1 测试工况和作业方法混合动力装载机测试工况和作业方法可参考传统装载机，主要有铲装、挖掘、平整、堆料和牵引［1］。在铲装过程中，载荷波动较大且频繁，可使混合动力装载机的模式切换及动力源耦合特点体现得更加充分，是影响混合动力装载机寿命的主要工况，故选择作业方式为铲装作业。铲装作业路线主要有“V”型作业路线和穿梭作业路线两种［2］，如图1所示。为保证测试的一致性和规范性，采用“V”型作业方式。为使载荷谱测试更具代表性，选择不同的作业对象，如原生土、小石方、大石方、松散土、半湿土［3］等。对于不同作业对象可采用不同铲装方式，如铲装松散土、小石方、大石方时可采用分层铲装法，铲装原生土、半湿土时可采用分段铲装法。a “V”型作业路线

随机疲劳载荷谱

东北工学院苏禾

一概述

疲劳破坏是机械构件中常见的现象据

统计机械中约有的零部件损坏于疲劳破玉不因此对构件可靠性及使用寿命的研究就

至关重要

在交变应力工作下的构件其破环形式

与静载荷作用下截然不同在交变应力下构件内的最大应力虽低于材料的屈伏极限

但经长期交变应力作用之后虽然是塑性较好的材料断裂前没有明显的塑性变形,也

会出现突然断裂

目前对疲劳破坏原因的分析是由于构件外部形状尺、的突变及材料不均匀等原

囚使构件某些局部的应力特别高在长期

交变应力作用下应力高的点或材料有缺陷的点逐渐形成了非常细微的裂纹一疲劳源,

裂纹尖端处严重应力集中促使裂纹逐渐扩

展当裂纹扩展到一定程度在偶然的超载冲击下,构件就会发生突然脆性断裂如果材料经受的重复应力值低于某特定值不再发

生破环,便将该特定值称为持久极限

近代的运输机械农机和通用机械等它们所承受的载荷多是随机性的各种机械零

部件在随机载荷作用下的疲劳强度问题在国内外已引起广泛的重视近年来在航空汽车农机铁道等行业已作大量的

研究工作

随机载荷作用下的疲劳强度计算不同于常幅下的疲劳强度计算要作一个零部

件疲劳寿命的估算必须具备疲劳载荷谱

幅值累积频次图和材料的一曲线材料的疲劳曲线

所谓载荷谱是客观反映零部件或构件在各种工况下承受载荷或应力与它出现的

累积频次关系图随机疲劳载荷谱表示随机

载荷的统计特性载荷谱不仅是疲劳强度计

算的依据也是模拟试验加载的依据

载荷谱与载荷一时间历程以下简称时间历程有关,例如从图时间历程中可看

图时间历程

出有一部分幅值在持久极限以内有一部分超越了持久极限根据幅值是否超越持

久极限载荷谱一般有三种不同类型如图,第一类图超越持久极限的最大载

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图三种类型载荷挤

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第57卷 第4期Vol. 57 No. 4 2019年4月April 2019农业装备与车辆工程AGRICULTURAL EQUIPMENT & VEHICLE ENGINEERING

doi:10.3969/j.issn.1673-3142.2019.04.009

汽车道路模拟试验载荷谱的研究

褚茜云1 ，卢曦1，刘斌 2，井清2

（1. 200093 上海市 上海理工大学 机械工程学院；2. 200093上海市 上汽集团商用车技术中心）

[摘要]室内道路模拟试验需要重现测试车辆在试验场道路行驶状态，而时域损伤编辑法与传统编制载荷

谱的方法相比更能满足其需求。以测试车辆后独立悬架和副车架试验场载荷谱为原始谱，应用时域损伤编辑法，通过研究损伤时间窗口和损伤保留比例对加速谱时间保留长短和加速前后功率谱峰值差异的影响，选取适当时间窗口对原始谱进行编辑，生成台架加速谱。并从时域、幅值域、频域3个方面对原始谱和加速谱进行分析对比，验证了该方法的合理性。[关键词] 时域损伤;损伤编辑;载荷谱编制;加速谱 [中图分类号] U467.4 [文献标识码] A [文章编号] 1673-3142(2019)04-0030-03

A Study on Load Spectrum of Vehicle Road Simulation Test

Chu Qianyun1, Lu Xi1, Liu Bin2, Jing Qing2

(1. School of Mechanical Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China；2. SAIC Commercial Vehicle Technology Center, Shanghai 200093, China)[Abstract] The indoor road simulation test needs to reproduce the test vehicle's road driving state on the proving ground, and the time domain damage editing method is more suitable than the traditional method of compiling the load spectrum. In this paper, the load spectrum of the proving ground for testing the independent suspension and sub-frame are taken as the original spectrum, and the time domain damage editing method is applied. By studying the damage time window and the damage retained ratio, the acceleration spectrum time retained length and the power spectrum peak difference before and after acceleration are used. The effect is to select the appropriate time window to edit the original spectrum and generate a bench acceleration spectrum. The original spectrum and the accelerated spectrum are analyzed and compared from the three aspects of time domain, amplitude domain and frequency domain, and the rationality of the method is verified.[Key words] time domain damage; damage editing; load spectrum compilation; acceleration spectrum

载荷谱

强度方法库

数据采集方法 1、 路面（工况）预选

2、 分段采集：控制每个样本长度（汽车：至少2km；拖拉机：至少100m；）

3、 数据处理：至少15个样本平均

4、 数据采样分析频率:汽车：≮300Hz，拖拉机：≮160Hz

载荷谱的生成方法 原始载荷谱 1、 一维幅值谱：峰值计数法、雨流计数法统计

2、 二维载荷谱：双参数雨流计数法统计

3、 极值载荷取其出现概率为10^(-6)

当量载荷谱 等幅谱：将幅值谱向损伤最大一级转换，转换时采用Goodman等损伤公式

加载谱 1、 采用载荷强化

2、 采用小载荷删除和时间压缩

3、 采用等损伤同分布转换

4、 采用频率提高

5、 采用载荷编辑

6、 载荷级保留至少五级

加速系数确定方法 1、 理论加速系数：由试验载荷谱推定

2、 实际加速系数：由试验寿命与使用寿命比较推定

寿命评价方法 1、 从等幅试验评价：相当于S-N曲线

2、 从变幅程序试验评价：依据加速系数考虑室内外当量关系

3、 从随机试验评价：依据使用寿命比对试验寿命

强度评价方法 1、 静强度评价（静强度试验）

2、 疲劳强度评价：按相关标准试验判定是否达到要求

3、 强度合理性评价：按标准试验后的剩余强度

低载强化的特性确定方法依据 小载荷锻炼后的过载寿命与S-N曲线寿命对比确定低载强化的特性参数

通过性 指拖拉机在各种田间和道路情况下的通行能力﹐如在松软﹑潮湿地面﹐山地﹑坡道和作物行间的通行能力﹐以及在田间转移和越障的能力等。拖拉机在田间作业时﹐除通行能力外﹐还要考虑它对土壤的破坏程度﹐即拖拉机行走装置对水田犁底层的破坏程度和对旱田土壤的压实程度。

操纵性 指拖拉机在驾驶员操纵下﹐按期望的路线行驶的性能﹐包括行驶直线性和最小转弯半径等。

劳动保护性能和工作条件 指保护驾驶员身体不受损害的性能以及操作方便和舒适的程度。包括对驾驶员的安全防护﹐驾驶室的防尘﹐隔声和温度控制﹐座位的减振﹑舒适程度和对不同人体体形的适应性﹐驾驶员的视野﹐各种操纵机构的合理布置和操纵力﹐工作监视装置的完善程度等。