汽车疲劳耐久性技术现状及发展趋势
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疲劳性能验证报告1. 引言疲劳性能验证是一项对产品或材料在长时间使用过程中的耐久性进行评估的重要测试。
本报告旨在介绍疲劳性能验证的步骤和方法,并对具体案例进行分析和评估。
2. 步骤2.1 设定测试目标在进行疲劳性能验证之前,需要明确测试的目标。
这包括确定需要验证的产品或材料、测试的耐久性指标以及测试的时间和工况。
2.2 设计测试方案在设计测试方案时,需要考虑以下几个方面: - 选择适当的试验方法,如拉伸试验、弯曲试验等,以模拟实际使用中的应力状态。
- 确定测试样品的尺寸和数量,以及测试所需的设备和仪器。
- 制定测试的加载模式和加载频率,以模拟实际使用中的加载条件。
2.3 进行实验测试根据设计的测试方案,进行实际的疲劳性能验证实验。
在测试过程中,需要记录测试样品的加载次数、加载幅值以及可能出现的损伤情况。
2.4 数据分析和评估对实验测试的数据进行分析和评估,以确定产品或材料的疲劳性能。
常用的评估方法包括: - 构建S-N曲线,分析加载次数与样品寿命之间的关系。
- 计算疲劳强度指数,评估样品在特定加载条件下的疲劳寿命。
- 检测样品的表面和内部损伤情况,如裂纹、断裂等。
2.5 结果总结和报告编写根据数据分析和评估的结果,对疲劳性能进行总结。
编写疲劳性能验证报告,包括测试目标、实验方案、测试结果和数据分析等内容。
报告应清晰、准确地描述疲劳性能验证的过程和结果。
3. 案例分析3.1 测试目标本次疲劳性能验证的目标是评估某型号汽车发动机的曲轴在使用过程中的耐久性。
3.2 测试方案本次测试选用弯曲试验方法,测试样品为某型号汽车发动机的曲轴。
测试采用恒幅加载模式,频率为10Hz。
共进行10个样品的测试。
3.3 实验测试根据测试方案,使用相应的试验设备和仪器对样品进行弯曲试验。
记录样品的加载次数和加载幅值,并检测样品的损伤情况。
3.4 数据分析和评估根据实验测试得到的数据,构建S-N曲线,分析加载次数与样品寿命之间的关系。
车辆疲劳耐久分析1前言传统上所谓的“道路载荷”就是车辆在崎岖不平的道路上行驶,激起轮胎的连续变形。
藉着力的传导,轮胎的反弹力经由悬挂体而传播分布到车身各处。
在重覆的受力状态下,部件若在指定的驶程内产生破裂,则需重新设计。
但是,车辆工程人员迄今仍无法掌握导致部件破裂的“道路载荷”。
而在有测试的前提下,用正确的有限元方法模拟各种工况,和有创新能力的软件商一起完成“道路载荷”的获取是最省事的做法。
二十世纪初期,车辆的耐久性已是车辆设计规范之一。
汽车制造商为了要测定车辆的耐疲劳性,测试人员将各类的车辆,以不同的速度行驶于底特律的各种不同的道路上。
再根据车辆的破坏程度来修正车辆设计上的缺陷。
随着时代的演进和试车场的诞生,车辆的耐疲劳测试逐渐改在可控制的道路状况下重覆的进行测试。
由于测试的技术亦不断的进步,试车员可将耐疲劳的行驶里程由五位数减至四位数并和原先的全程测试得到的结果相仿。
为了缩短出车的时间,大家都在增进效率上努力。
二十世纪末期,复合材料模拟方法,超单元算法,橡胶单元面世,因计算机的速度突飞猛进带动了结构分析软件的技术开发。
一九八四年最好的有限元单元问世,接触面的运算方法和隐式性积分无条件收敛的算法获得验证。
先後为结构分析人员提供了在计算机上,用有限元方法模拟车辆行驶于耐疲劳道路上应力分析的工具。
以期达到减重,耐久,可以免除测试的好处。
开发成功便能取代耗时的耐疲劳行驶测试,缩短产品开发时间,这创新将是产品自主开发的利器。
有限元方法已是成熟的技术。
模拟车辆在耐疲劳道路上行驶,除了用正确有限元方法模拟不同零件的方法,祗需要掌握下文叙述的,线性,非线性,子结构分析知识和技术即可。
2结构分析和道路载荷在没有电子计算机的时代,汽车结构分析是用比较性的分析;分析人员仅能将目标车的断面,和设计车的断面,用手运算後作粗枝大叶的比较,谈不上精确度。
设计人员基本上是仰赖车辆在耐疲劳道路上的测试报告为依据。
计算机问世後,结构分析软件也应时而生。
ICEflow汽车疲劳耐久性工程解决方案作者:英国nCode国际有限公司林晓斌近年来,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SomateDAQ、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1、数据采集道路载荷谱采集是疲劳耐久性设计的基础,我们需要调查用户的使用环境和用途,需要实测数据在实验室台架上做道路模拟试验,也需要为多体动力学分析、有限元分析以及疲劳寿命分析提供输入数据。
汽车耐久性试验,这次讲清楚了汽车耐久性非常重要,它关系着一辆车的使用寿命,甚至是关系到性命的大事。
如果一辆车子发动机的耐久性不好,会给车主带来或多或少的麻烦的。
耐久是指其“保持质量和功能的使用时间”,一般汽车企业对整车耐久性的要求都是XX年或XX万公里,为了达到整车的耐久性,就需要整车、系统、子系统和零件分别满足各自的耐久性要求。
疲劳是指试件或构件材料在交变应力与交变应变的作用下,裂纹萌生、扩展,直到小片脱落或断裂的过程称为疲劳。
汽车在行驶时不断受到由于路面不平而引起的路面冲击载荷,同时还受到转向侧向力、驱动力和制动力的作用。
这些力一般都随着时间发生变化。
另外,汽车发动机本身也是一个振动源。
因此汽车在行驶过程中处于一个相当复杂的振动环境中,其各个零部件一般都会受到随着时间发生的应力、应变的作用;经过一定的工作时间,一些零部件就会发生疲劳损坏,出现裂纹或断裂。
据统计,汽车90%以上的零部件损坏都属于疲劳损坏。
汽车耐久试验按总成分一、零部件的耐久测试零件先按照主机厂试验大纲完成功能性试验,台架可靠试验的全部或者80%(类似比例),环境老化试验的全部或一部分,这部分一般是零部件厂家自己做(实验室经过主机厂认可),也会有一些厂家指定第三方试验室完成。
二、整车耐久测试综合耐久、驱动耐久、SPC耐久,各试验考核侧重点不一样。
测试的地点两种:一是测试场,上面会有各种路面,某些车型可能会要求通过数万公里的强化路面测试,在不幸跑出问题之后分析根因然后在上市之前改善;二就是公共道路,模拟一般用户的一般使用状况,记录过程中出现的问题,反馈质量/设计部门。
汽车发动机耐久性试验汽车发动机的设计,要经过以它自身为主的耐久性测试的。
这种测试主要是以发动机本身在试验台上测试,而不是整部车子。
要测试出发动机的耐久性,就需要模拟一部车子日常的使用状况,有时候需要在高速上奔驰,有时候又得在闹市里面蠕动,要模拟这些发动机运转状态并不难,可是对于几乎任何一台机子而言,这样测试的话无论是在开发时间,还是在试验资金的角度上,都是难以完成的。
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。
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。