下载文档原格式
应用LMS测试系统进行整车道路模拟疲劳耐久试验载荷谱研究1 前言道路模拟试验是一种室内试验技术，随着随机理论、控制技术和计算机的发展，整车道路模拟试验设备也日趋完善，是考察车辆道路可靠性试验的重要手段之一，且具有试验周期短、重复性和可控性好、不受天气限制等优点，能够满足各种波形再现振动试验，是汽车开发的一项重要技术[1]。
室内道路模拟试验的主要原理是：根据用户实际道路和试验场道路对车辆的等效损伤，选择合适的试验场路面，采集汽车轴头或者车身加速度等响应信号，将采集的信号进行编辑处理，获得合适的载荷谱原始信号；运用远程控制技术，将载荷谱原始响应信号作为期望信号，利用控制软件设置白噪声驱动信号，计算出台架的频率响应函数；由采集的原始信号，经过迭代，最终求出与路面激励等效的驱动信号；最后分析原始响应信号与试验台架得出的响应信号损伤比较，从而得到试验场道路最终循环次数，将驱动信号输入，进行整车疲劳耐久试验[2]。
近年来，对乘用车道路模拟强化坏路研究相对较少，且不同的设备的技术性能都有着较大的差别，试验准备要求较高，对于试验过程中的一些问题缺乏经验。
本文详细说明了试验准备的要求；应用LMS系统中的Xpress进行路谱的采集，并介绍运用Tecware编辑和处理原始信号的技巧方法及原则；并且在迭代完毕后对载荷谱原始信号与台架目标响应信号进行损伤对比，确定最终的试验循环次数。
2载荷谱的采集要进行台架试验首选要进行载荷谱的采集，实验台为四通道道路模拟试验台，因此需要采集汽车轴头位置处的加速度信号，以轴头对应的车身的侧位置作为过程辅助参考点，如图1、2所示：图1左前轴头加速度传感器安装位置图2车身加速度传感器安装位置传感器的安装原则是不论在车身还是在车轮上，传感器尽量布置在汽车的刚体位置，能够准确反映路面不平度；传感器的测量方向要尽量与车轮或车身的振动方向保持一致；确保传感器固定牢固，传感器及传感器走线不与车辆各部位产生干涉；对各传感器布置位置进行拍照，以便与台架试验时传感器保持一致[3]。
基于Hilbert边际谱的道路载荷谱特征分析李建康;周宏月;宋向荣;王望良【摘要】针对实际道路载荷谱信号具有非平稳特点的问题,以某自卸车在不同强化道路上的实测载荷谱为研究对象,运用Hilbert-Huang变换计算其Hilbert边际谱,分析了不同强化道路载荷谱的信号特征,得出了该车的动态响应特性以及自身固有特性.在此基础上,确定迭代目标谱的滤波频率范围,并在该车的室内道路模拟试验中取得良好的迭代效果.结果表明,Hilbert边际谱能够有效地应用到非平稳道路载荷谱的分析当中.【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(032)002【总页数】5页(P213-217)【关键词】道路载荷谱;Hilbert-Huang变换;Hilbert边际谱;室内道路模拟试验【作者】李建康;周宏月;宋向荣;王望良【作者单位】江苏大学土木工程与力学学院,江苏镇江212013;江苏大学土木工程与力学学院,江苏镇江212013;江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013;徐工集团江苏徐州工程机械研究院,江苏徐州221004【正文语种】中文【中图分类】U469.40 引言室内道路模拟试验是测定和验证汽车可靠性的重要手段，它能够以很高的精度在室内模拟汽车行驶过程中所受到的路面激励，具有重复性好、试验周期短等优点，不但减少了人力和财力［1］，而且越来越受到汽车厂商们的青睐.为了得到道路模拟试验机的作动器位移激励信号，首先要获取能够反映车辆在实际道路行驶中载荷信息的目标信号道路载荷谱(下文简称载荷谱).但在汽车试验场采集时，由于受到驾驶员的驾驶习惯、实际行驶车速的非平稳性、测量仪器的非线性失真以及行驶环境中存在风阻、坡阻、惯性等因素影响，会混入各种噪声成分［2］，使得载荷谱信号具有非平稳特征.Hilbert-Huang 变换［3］ (Hilbert-Huang Transform，HHT)是由美籍华人黄锷博士等提出的一种全新的分析非平稳非线性信号的时频分析方法，具有简单高效、自适应性强、高分辨率等优点［4］.Hilbert边际谱［3-5］是原始非平稳信号经过HHT后所得到的一种频域表示形式.目前，国内外学者已将Hilbert边际谱应用于生物医学、机械故障诊断、结构损伤检测等许多学科领域［5-11］，显示出其独特的非平稳信号处理优势，但在载荷谱分析和处理方面却鲜有报道.本文提出了基于Hilbert边际谱的道路载荷谱特征分析方法，以某型号自卸车的实测非平稳载荷谱数据为研究对象，通过计算和分析其Hilbert边际谱，得出该车在不同强化道路上的响应特性以及自身固有特性，以及根据Hilbert边际谱的能量分布特征来确定前期数字滤波的频率范围，为后期运用到室内道路模拟试验奠定基础.1 经验模态分解和Hilbert边际谱1.1 经验模态分解EMDHHT的第一部分是经验模态分解(Empirical Mode Decomposition，EMD).任何非平稳信号经过EMD分解后［3］，得到有限个并且具有一定物理定义的固有模态函数(Intrinsic Mode Function，IMF)与一个残余项.其中，任意一个IMF分量都满足以下条件:整个数据段内极值点的个数和零交叉点的个数相等或相差最多不能超过一个;在任何一点，由局部极大值点形成的包络线和由局部极小值点形成的包络线的平均值为零.各阶IMF分量分别包含了信号从高频到低频的成分，反映了信号的动态特性，而残余项则代表信号的偏移量或稳态值.1.2 Hilbert边际谱HHT的第二部分是对每个 IMF分量进行Hilbert变换，构造解析函数，计算得到可随时间变化的瞬时幅值函数ai(t)和瞬时频率函数fi(t)［3］.舍去残余项，重新表示原始非平稳信号x(t)为Re表示取实部，展开式(1)，即得到信号x(t)的幅值在瞬时频率-时间平面上的分布，称为Hilbert时频谱，即Hilbert时频谱的每个组成分量的幅值和相位随时间可变，能够精确地描述信号幅值随时间和(瞬时)频率的变化规律，进一步可以定义Hilbert边际谱为式中:T是信号的时域长度.Hilbert边际谱h(f)是Hilbert时频谱在时间轴上的积分，表示信号在概率意义上的累积幅值(或能量)大小，反映出信号幅值(或能量)在整个(瞬时)频率段上随(瞬时)频率的变化规律.2 基于Hilbert边际谱的道路载荷谱某型号三轴自卸货车需要进行室内道路模拟试验，以检验车辆的疲劳耐久性和可靠性.课题组首先进行了该车满载工况下的道路试验，采集得到各个典型强化路面上的道路载荷谱.为了在道路模拟试验机上迭代得到模拟载荷谱，即伺服作动器位移激励信号，前期需要根据车辆特性和载荷谱信号特征进行滤波［1］.滤波范围的选择需综合考虑车辆型号、频谱特征、道路模拟机的适应要求等因素，一般根据经验来确定，但是经常会出现迭代不收敛的情况，需进行不断重复试验，花费大量的时间和人力.为改进试验迭代效果，本文首先对典型强化道路载荷谱进行HHT变换，计算Hilbert边际谱，分析得到该车的响应特性和固有特性.然后，根据载荷谱的边际谱能量分布特征确定滤波范围，并实际应用到室内道路模拟试验当中，取得了较好的试验效果，节省了时间与成本.2.1 道路载荷谱采集数据采集硬件使用比利时LMS公司的SCADASⅢ采集仪和美国PCB公司的ICP 加速度传感器，软件使用b的Signature模块，采样频率设置为400 Hz.根据室内道路模拟试验机的垂向激励特性，选择试验自卸车的6个轴头位置作为迭代控制目标信号点，分别安装加速度传感器，其中后轴左轴头传感器布置见图1.试验场采集载荷谱的行驶规程及路段的选择应具有代表性，能够重现汽车实际使用中的重要事件，使测得的载荷历程具有典型性、概括性与集中性［12］.因此，本次试验选择安徽定远汽车试验场的强化路段，包括扭曲路、搓板路、卵石路、不整齐石块路等路型.该自卸车磨合状态良好，满载25.56 t，每段强化道路按《中国定远汽车试验场汽车产品定型可靠性试验规程》规定的速度行驶，载荷谱测试现场见图1.2.2 典型强化道路载荷谱的Hilbert边际谱分析采用前述的理论，遵循图2的计算流程编制Matlab运行程序，先将不同强化道路载荷谱信号进行EMD分解，然后，再计算Hilbert边际谱.由于测点和计算工况较多，限于篇幅限制，仅列出了搓板路前轴右轴头载荷谱原始信号，以及EMD分解后的前四阶固有模态函数和残余项(图3).由图3可以看出，IMF1和IMF2是主要高频信号分量，IMF3是原始信号的基本振动分量，IMF4分量约在8.2 s时出现振荡，最终的残余项是一个单调递减函数，证明EMD方法可以有效地实现载荷谱信号从高频到低频的分解，反映出信号的动态特性.各强化道路载荷谱信号的Hilbert边际谱计算结果如图4所示.以具体分析搓板路和卵石路载荷谱的Hilbert边际谱为例，观察搓板路载荷谱的边际谱(图4(b))发现，该车前、后轴4个轴头载荷谱能量集中在15～18 Hz频带内，在16 Hz频率点处能量最大.后轴2个轴头载荷谱在10 Hz处存在峰值，中轴2个轴头载荷谱能量在5～20 Hz频带上，总体分布比较均匀.Hilbert边际谱说明搓板路的激励频率分布于16～18 Hz，并不是固定的某一单频激励，直观地反映了搓板路载荷谱的信号特征.卵石路载荷谱所包含的频率成分比较丰富，其边际谱(图4(c))反映的信息有:信号能量主要分布在30 Hz以内，30 Hz以外可认为是噪声干扰能量，但在5 Hz低频范围内，前轴左轴头和后轴右轴头载荷谱的能量相对其他轴头信号能量较大，高频部分的噪声能量显示得不突出;该路况下，自卸车中、后轴非悬挂(车辆)质量的固有频率约10 Hz，但前轴的共振没有被激起.其他工况下的载荷谱信号特征分明，分析步骤与以上相似，鉴于篇幅限制，不再叙述.通过综合分析图4中所有Hilbert边际谱的频谱特征，得出以下结论.(1)扭曲路(图4(a))、卵石路(图 4(c))、不整齐石块路(图4(d))和山路下陡坡工况(图4(f))下的边际谱反映出，在约5 Hz低频范围内，前轴左和后轴右载荷谱能量相对其他轴头信号能量较大，尤其是扭曲路边际谱5 Hz以内的低频能量值过大，以至于淹没了5 Hz以外的能量.(2)卵石路(图 4c)、不整齐石块路(图 4(d))、半整齐石块路(图4(e))和山路下陡坡工况(图4(f))下的边际谱反映出，该自卸车中、后轴非悬挂(车轮)质量的固有频率约10Hz，边际谱图4(d)、(e)和(f)反映前轴非悬挂质量的固有频率约14Hz，符合文献［13］所指出的车辆非悬挂(车轮)质量部分的固有频率(10～15 Hz)，说明该分析结果是可靠可信的.各轴头的结构、位置、力学性能等因素的差异导致响应特性的区别，通过计算各种载荷谱的Hilbert边际谱，分析和比较边际谱所反映的信号特征，能够较好地识别出不同轴头之间的响应特性差异，可以对该车后期研发、改进过程提供理论支持.2.3 Hilbert边际谱滤波建议值目前，室内道路模拟试验一般采用远程参数控制法(Remote Parameter Control，RPC)，属于频域辨识方法.要获得精度高并且有效的系统频率响应函数(Frequency Response Function，FRF)，前提是目标响应信号具有很高的信噪比，即道路载荷谱信号中不存在任何噪声［14］.实际采集的载荷谱信号在经过去毛刺、纠正漂移等必要操作之后，需要进一步检查噪声分量并进行滤波处理［1，15］.传统的滤波范围一般根据经验值来确定，滤波过程也不可能完全将噪声识别出来并且全部滤去，但是经过Hilbert边际谱分析之后，可以最大程度地识别出噪声的分布范围.在该车的室内道路模拟试验前期，项目组人员按照传统经验方法结合载荷谱的Fourier频谱特性，确定0.2～50 Hz的滤波频带，结果迭代时出现伺服作动器位移过大以及个别通道迭代不收敛，得不到合适驱动谱的问题.观察图4各种强化路上载荷谱能量的分布范围，得出噪声频率一般分布于30～40 Hz以外的高频部分，然后确定高通滤波频率设置为0.5 Hz，低通滤波频率为30～40 Hz，该车型对应各种典型路面的滤波频率建议频带见表1.采用Hilbert边际谱分析确定的滤波频带重新迭代后，在道路模拟实验中取得了良好的迭代效果，说明Hilbert边际谱能够有效地适用于道路载荷谱的分析领域.表1 各强化路面载荷谱的建议滤波频带Tab.1 Filtering frequency ranges ofdifferent road load spectrum?3 结语综上所述，用于室内道路模拟试验的载荷谱信号具有非平稳特性，采用Hilbert边际谱分析载荷谱是一种新型的并且有效的尝试.以某自卸货车为例，能够得出该车在不同强化道路上的响应特性以及自身固有特性.基于Hilbert边际谱分析各强化道路载荷谱的信号特征，可以确定较为准确的滤波频率范围，并且有效地应用于室内道路模拟试验中，减少迭代次数，节省试验时间，为其他型号重型车的室内道路模拟试验提供重要的参考价值.随着模态混叠、边界效应及其相关问题的进一步完善，在类似道路载荷谱的非平稳信号分析中，Hilbert边际谱分析方法将具有更广阔的工程应用前景.参考文献:［1］钱立军，吴道俊，杨年炯，等.基于室内道路模拟技术的整车加速耐久性试验的研究［J］.汽车工程，2011，33(2):91-96.［2］宋勤，姜丁，赵晓鹏，等.道路模拟试验载荷谱的采集、处理与应用［J］.仪表技术与传感器，2011(3):104-106.［3］ HUANG N E，SHEN Z，LONG R S，et al.The empirical mode decomposition and Hilbert spectrum for nonlinear and non-stationary time series analysis［J］.Proceedings of the Royal Society A，1998，454:903-995.［4］钟佑明.希尔伯特-黄变换局瞬信号分析理论的研究［D］.重庆:重庆大学，2002.［5］周云龙，刘永奇，薛广鑫，等.基于EMD和边际谱频带能量的离心泵汽蚀故障诊断［J］.化工学报，2012，63(2):545-550.［6］ VEDRAN SRHOJEGEKHER，MARIO CIFREK，MARIO CIFREK，etal.The application of Hilbert-Huang transform in the analysis of muscle fatigue during cyclic dynamic contractions［J］.Medical and Biological Engineering and Computing，2011，49(6):659-669.［7］ LI HUI，ZHANG YUPING，ZHENG HAIQI.Hilbert-Huang transform and marginal spectrum for detection and diagnosis of localized defects in roller earings［J］.Journal of Mechanical Science and Technology，2009，23(2):291-301.［8］王醇涛，陆金铭.运用HHT边际谱的柴油机故障诊断［J］.振动、诊断与测试，2010，30(4):465-468.［9］杨智春，张慕宇，丁燕，等.Hilbert边际谱在框架结构损伤检测中的应用［J］.振动与冲击，2010，29(11):26-29.［10］荆双喜，陈继清.基于Hilbert-Huang变换的提升机齿轮箱故障诊断研究［J］.河南理工大学学报:自然科学版，2008，27(5):537-541.［11］王新晴，梁升，夏天，等.基于HHT的液压缸动态特性分析新方法［J］.振动与冲击，2011，30(7):82-86.［12］水兵.用户关联汽车道路载荷谱编制的研究［D］.杭州:浙江大学，2008. ［13］余志生.汽车理论［M］.3版.北京:机械工业出版社，2000:176.［14］李光攀.基于电液伺服道路模拟实验台的路面谱在线控制［D］.武汉:武汉理工大学，2009.［15］张英爽，王国强，王继新，等.工程车辆传动系载荷谱编制方法［J］.农业工程学报.2011，27(4):179-183.。
车辆可靠性耐久试验方案1. 背景车辆可靠性耐久试验是对汽车在不同条件下的使用过程进行模拟测试，从而分析车辆在长期使用过程中可能出现的问题，评估车辆的可靠性和耐久性。
车辆可靠性耐久试验对于汽车制造商和消费者来说都具有重要意义，它能有效地检测并提高车辆的品质，保证消费者的安全和权益。
2. 目的本文档的目的是制定一份车辆可靠性耐久试验的方案，以确保测试准确、可靠，并对汽车制造商和消费者提供有价值的信息。
3. 内容3.1 测试项目为了充分验证汽车的可靠性和耐久性，本试验方案包括以下项目：1.路面试验：对道路条件不同的路面进行测试，包括光滑路面、不平路面、砾石路面、下坡路面等，其中不平路面按照ISO8041标准进行测试。
2.加速试验：检验车辆加速性能，包括0-100km/h加速时间和跑道试验等。
3.高温试验：用高温环境测试车辆耐受程度，包括长时间高温试验和高温起动试验等。
4.低温试验：用低温环境测试车辆耐受程度，包括冷启动试验和长时间低温试验等。
5.高海拔试验：检验车辆在高原地区的适应性，包括高海拔起动试验。
6.轮胎试验：检验车辆轮胎的耐久性能，包括轮胎磨损试验和轮胎冲击试验。
7.长时间行驶试验：对车辆的整车性能和所有部件进行长时间行驶试验。
3.2 测试标准本试验方案测试所依据的标准如下：1.国家质量监督检验检疫总局强制性CCC认证标准；2.国际标准化组织(ISO)发布的汽车零部件和汽车总成的试验标准；3.国际电气电子工程师协会(IEEE)发布的相关标准。
3.3 测试设备本试验方案所需的测试设备包括：1.轮式汽车或轨道车辆：用于车辆行驶试验；2.标准化测试场地：包括路面试验场、高低温试验场、高海拔试验场、轮胎试验场等；3.电子测试仪器：用于测试车辆的电子控制系统和辅助电子设备等。
3.4 测试流程本试验方案的测试流程如下：1.制定测试计划：确定测试项目、测试标准、测试设备和测试流程；2.按计划进行测试：在各场地按照标准进行测试，记录测试数据；3.数据处理和分析：对测试数据进行处理和分析，得出结论并制定对应的改进计划；4.修改改进并重复测试：在改进计划的基础上进行重复测试，确保改进的有效性。
整车道路耐久性试验规范模块化研究与应用作者：文 / 程佳勇陈黎君来源：《时代汽车》 2020年第15期程佳勇1 陈黎君21.上汽通用汽车有限公司广德分公司安徽省宣城市 2422272.泛亚汽车技术中心有限公司上海市 201201摘要：整车道路耐久性试验周期较长，试验规范内容多，并且各规范包含的子规范种类多，数量庞大。
子规范排布顺序不合理，会产生过多的无效里程，拉长开发周期。
本文对试验规范模块化进行研究分析，以提高试验效率，缩短试验周期，结果表明整车道路耐久性试验效率得到提高，周期缩短。
关键词：道路耐久性试验规范蚁群算法模块化Research and Application of Modularization of Vehicle Road Durability Test SpecificationCheng Jiayong，Chen LijunAbstract：The vehicle road durability test has long period. The content of the test standard is complicated, and each standard contains a large number of sub-standards. If the order of sub-standard is not reasonable, it will produce too many invalid miles and prolong the development cycle. In order to improve the test efficiency and shorten the test period, modularization of test standard is studied and analyzed in this paper. The result shows that this method has improved vehicle durability test and the test period has been shortened.Key words：road durability test, standard, ant colony algorithm, modularity1 引言整车道路耐久性试验是车辆在上市前对整车各项指标评估的最后一道检验，整车道路耐久性试验周期长短直接影响到整车开发周期。
汽车整车耐久性的试验分析摘要：伴随汽车市场竞争不断激励，为降低汽车开发成本，积极响应汽车市场需求，应该强化汽车整车耐久性，可以在保证汽车质量的同时，做好整车耐久性试验，具有实际应用价值。
以下本文就基于具体实例，进行汽车整车耐久性试验分析。
关键词：汽车耐久性;汽车;耐久性试验引言汽车耐久性试验，在汽车生产企业中对其产品质量至关重要，是提高汽车开发质量的重点。
以下本文对此做具体介绍。
1.汽车耐久性试验的意义汽车耐久性试验是指在汽车规定的使用以及维修条件下，为确保汽车整车可以达到某种技术以及经济指标极限时，对其完成的规定功能能力进行试验。
汽车整车耐久性试验，可以为汽车产品的研究、设计等多个部分提供有效可靠的数据资料，也可以有效分析失效样品，并找出失效原因与汽车整车开发中的薄弱环节，并对此能够采取相应的对策，有效避免汽车行驶中因道路强化问题而引起的故障失真。
汽车产品开发中，科学的耐久性试验，可以保证汽车耐久性质量，提高汽车产品可靠性。
2.浅析汽车整车耐久性试验方法汽车整车耐久性试验，可以根据其试验方式的不同分为道路耐久性、虚拟耐久性、台架道路模拟三种方法，主要内容如下：2.1道路耐久性试验在汽车整车耐久性试验中，对车轮上力以及扭矩、车辆关键零部件的应力与在道路上的应变。
其中，试车场道路耐久性中，根据样车在试车场内的耐久损伤，对于其在不同道路模拟试验台架上，可以根据特定试验规范驾驶汽车，对车轮疲劳损伤进行分析【1】;在试车场的耐久性试验中，其应用的主要道路保留高速路、石路、摇摆路、破损路、搓板路等，根据这些道路模拟车辆在使用中的最恶劣工况环境，采集实际使用数据，调整路面车速和循环数量，考核汽车整车的耐久性能。
对于公共道路的耐久性试验中，可以让车辆在公共道路上根据人们的开车习惯，针对以山路、乡村公里、国道、高速路、城市道路、以及省道等典型道路的耐久性测验，根据驾驶员驾驶习惯，让其在周围道路中选择合适的里程分配比例，进行耐久性试验。
FRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨汽车开发中的整车可靠性试验探究陈彦男中国汽车工程研究院股份有限公司 重庆市 401122摘 要： 汽车的整车可靠性试验是对设计过程的检验、是交付消费者使用之前厂商对自身产品质量的自检、自查。
汽车的整车可靠性试验周期长，过程复杂。
本文系统的介绍了汽车开发中的整车可靠性在汽车整车开发的作用、发展过程以及可靠性实验的内容、试验的评价指标。
本文基于上述内容展开论述。
关键词：汽车开发 整车可靠性 试验近几十年来，汽车行业高速发展，汽车厂商为占据市场份额，扩大销售利润。
通过结构的变化，使汽车的价格逐渐降低。
结构和用料的变化也不可避免的使汽车的可靠性降低。
例如，某日本厂商的B级车就曾发生过断轴事故。
汽车经常行驶在高速工况下，其可靠性关系到使用者的财产和生命健康安全，因此人们对于汽车可靠性的具有较高的需求[1]。
近些年来，国家也注意到大众对于汽车产品可靠性的需求与厂商能够提供的标准之间存在的差距，于是在2013年10月1日，出台了相应的汽车三包法案，对汽车厂商生产的产品质量提出了明确的要求。
在汽车三包法案的实施后，厂商将注意力转移到汽车的整车可靠性上，当然也只有具有高可靠性的汽车，才能赢得百姓的口碑，在今后的竞争中幸存下来[2]。
为了提高汽车的整车可靠性，进行汽车开发中的整车可靠性试验是非常必要的。
1 汽车可靠性试验汽车可靠性是指汽车在规定的时间内和规定使用条件下完成规定功能的能力[3]。
整车可靠性试验可以按照不同的试验方式划分为：道路实验、模拟道路实验、道路模拟试验台测试、虚拟试验几类。
考核的内容覆盖整车的各个部分，包括金属、电子、塑料、橡胶等多个行业。
在特殊地区使用的汽车也需要增加特殊测试内容，如在西藏地区使用的汽车，就需要增加高寒、高海拔、阳光暴晒等试验。
传统的可靠性实验的考核周期是非常漫长，有时需要经过十几年或者十几万公里的测试才能算完成测试。
这在当下汽车产品快速更新换代的情况下，是不能够接受，如何尽可能的缩短汽车整车可靠性的试验时间是个严峻的挑战。
基于路谱输入的汽车台架耐久性试验方法研究随着汽车的不断发展和普及，消费者对汽车的安全和耐久性要求也越来越高，汽车厂商需要开发和生产更加耐用和安全的汽车，以满足市场的需求。
在汽车的研发和制造过程中，对汽车的耐久性进行测试是非常必要的。
这里介绍一种基于路谱输入的汽车台架耐久性试验方法研究。
首先，什么是路谱输入？路谱输入是指将实际车辆所在道路上的运动状态，以时间序列方式记录下来，作为试验台架上的模拟输入信号。
这种方法可以反映出汽车在实际使用中所遇到的各种路况和驾驶方式，有利于更加真实地模拟汽车在使用中的情况，进行耐久性试验。
接下来将介绍这种方法的具体实现步骤。
1. 路谱采集首先需要对实际道路进行采样，在采样时需要注意道路的各种不同路面、路况、速度等情况，以保证采集数据的全面、准确和真实性。
可以采用直接测量、多视角测量等方法对路面形状和路面纹理进行采集。
采集过程中需要注意采集设备的对准和校准，以确保采集数据的准确性和一致性。
2. 路谱处理采集回来的路谱数据需要进行处理，以便在试验过程中实时地输入到试验台架上进行模拟。
处理过程中需要对数据进行滤波、分段、校正等处理，以确保数据的稳定和准确。
3. 试验台架设计试验台架需要根据路谱输入的数据进行设计和调整，以恰当地模拟出实际道路中汽车的运动状态。
试验台架需要具有足够的承载能力和调试灵活性，以满足各种不同的试验需求。
4. 试验流程设计试验流程需要根据不同的试验目标和要求进行设计和调整。
试验过程中需要测试汽车在各种不同路况下的耐久性表现，如草地、泥泞路、坎坷路面等。
同时需要考虑汽车的速度、负载等因素，确保试验按照真实的路况和使用环境进行模拟。
试验数据需要进行实时的采集和记录，以便后续的数据处理和分析。
5. 数据处理与分析试验数据需要进行处理和分析，以进行性能评估和结论推导。
数据处理和分析主要包括数据清洗、统计分析、建模和预测等步骤。
根据分析结果，可以进行相应的改进和优化，以提高汽车的耐久性和安全性。
DCT关键零部件道路模拟加速可靠性试验方法的研究邹喜红;杨真亮;袁冬梅;赵秋林;余勇【摘要】本文中结合加速试验技术和道路模拟试验技术,提出了基于时频域损伤等效和远程参数控制的双离合器自动变速器(DCT)关键零部件道路模拟加速可靠性试验方法.首先通过在襄樊汽车试验场采集DCT实际行驶道路载荷谱,基于局部应力应变法和Miner疲劳损伤累积理论分析了载荷谱的疲劳损伤.接着进一步分析了实测载荷谱的时域损伤和频域损伤特性,提出了在时域损伤和频域损伤等效基础上基于定量损伤的疲劳损伤编辑及评估方法,并对实测载荷谱进行了编辑和浓缩.最后,基于远程参数控制理论,在研制的3自由度道路模拟试验台上对浓缩和加速后的载荷谱进行了模拟迭代,对DCT关键零部件进行了道路模拟加速可靠性试验.结果表明,所提出的载荷谱编辑方法不仅保留了载荷的时域损伤特性,同时也保留了载荷谱的频域损伤特性,采用编辑后的载荷谱进行道路模拟试验,在大大缩短时间的同时能够对DCT的关键零部件疲劳可靠性进行准确的考核.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2016(038)006【总页数】8页(P783-790)【关键词】双离合自动变速器;道路模拟;时域损伤;频域损伤;加速试验【作者】邹喜红;杨真亮;袁冬梅;赵秋林;余勇【作者单位】重庆理工大学,汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室,重庆400054;重庆理工大学,汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室,重庆400054;重庆理工大学,汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室,重庆400054;重庆青山工业有限责任公司,重庆402761;重庆市科学技术研究院,重庆401123【正文语种】中文双离合自动变速器(DCT)具有传动效率高、安装空间紧凑、动力不中断、换挡速度快和燃油经济性好等诸多优点，近年来市场需求旺盛，被认为是目前国内最具发展潜力的一种新型自动变速器[1]。
但当前DCT中的阀体、传感器、TCU和执行机构等关键零部件的疲劳可靠性相对较差，缺乏相关的试验验证手段和考核方法，已成为制约DCT产业化的重要因素之一。
汽车整车耐久性试验的研究与分析汽车是人们生活中不可或缺的一部分，而汽车的质量直接关系到人们的生命财产安全，因此汽车的质量问题备受关注。
汽车整车耐久性试验是汽车品质检验的一项重要内容，试验的结果直接影响汽车生产厂家的声誉和销售量。
本文将从什么是整车耐久性试验、为何要进行整车耐久性试验、整车耐久性试验的方法及过程、整车耐久性试验的评估指标、如何改善整车耐久性等方面，分析汽车整车耐久性试验的研究与分析。
一、什么是整车耐久性试验？整车耐久性试验，简称耐久性试验，一般指在特定的工况下，通过模拟汽车行驶的各种情况（如高温、低温、高海拔、高湿度等环境条件，坡路、颠簸路面、高速公路、市区道路等路面条件），对汽车的各种部件进行长时间的持续性试验，以评估汽车在不同工况下的使用寿命及产品质量。
二、为何要进行整车耐久性试验？整车耐久性试验的目的在于模拟汽车在各种复杂的环境和路况下的实际使用情况，通过对汽车的各种性能指标的测试和分析，发现汽车的弱点、缺陷和不足，以便制定改善方案和提高汽车品质。
通过整车耐久性试验，可以使汽车生产企业了解汽车在各种实际使用情况下的性能表现，从而提高汽车的品质和可靠性。
三、整车耐久性试验的方法及过程1、试验方法整车耐久性试验一般可分为实车试验和道路模拟试验两种方式。
实车试验通过实际行驶道路，对车辆进行试验，其试验结果真实可靠。
但实车试验不仅试验成本高，周期长，而且存在安全隐患。
因此，道路模拟试验成为一种比较经济、安全可靠的试验方法。
道路模拟试验可以采用仿真试验、辐射试验或者附加试验等多种方式，其优点在于试验全程可控，能够模拟各种实际道路的路况和环境，可以完成较为精确的试验。
2、试验过程整车耐久性试验过程中，需要对汽车的各个部件进行全面的测试和评估，包括车身、转向、悬挂、制动、发动机、变速器、轮胎、车灯、雨刷器等。
在试验过程中，需要采集裸车数据、设备数据以及环境数据，并对其进行分析。
同时，还要不断对汽车各部分进行检查、调整和更换，以确保汽车始终处于最佳状态。
整车室内道路模拟试验载荷谱的编制方法赵子顺;董远明;蒋尚君【摘要】针对不同试验路况的载荷特征,采用时域信号裁剪法对原始道路载荷进行处理,编制了整车室内4通道耐久性快速试验载荷谱,并通过整车道路载荷模拟试验进行验证.结果显示,生成的加速谱的加速效果显著,且较好地保留了原始载荷谱造成的疲劳损伤,满足了损伤等效原则.采用编谱方法及总结迭代关键技术可为其他车型的整车试验提供参考.【期刊名称】《上海工程技术大学学报》【年(卷),期】2015(029)004【总页数】5页(P293-297)【关键词】载荷模拟;时域信号裁剪;加速试验;迭代关键技术【作者】赵子顺;董远明;蒋尚君【作者单位】浙江吉利汽车研究院有限公司,杭州311228;浙江吉利汽车研究院有限公司,杭州311228;浙江吉利汽车研究院有限公司,杭州311228【正文语种】中文【中图分类】U461.7整车耐久性试验对于整车质量的评价来说至关重要,整车耐久性的验证可采取3种方法来完成,即社会道路试验、试验场试验和室内道路模拟试验[1].社会道路试验完全贴近车辆的真实使用状态,但其缺点是试验周期太长,无法满足企业的高效率要求;试验场试验大大缩短了试验时间,但其需要由专业的试验员来驾驶车辆,且涉及车辆的运输和试验场场地的租赁等问题,为企业带来诸多的不便;室内道路模拟试验可完好地再现车辆的使用状态,试验可以昼夜不间断地进行,且对试验载荷谱进行编辑加速处理,大大缩短试验时间,提高了试验效率.由此,室内道路模拟试验已经逐渐成为考核整车耐久性的首选方法.室内道路模拟试验评价整车耐久性的关键在于编制合理高效的台架试验载荷谱.所用的试验载荷谱往往采自于汽车试验场,而从试验场实测的载荷谱中包含了许多小载荷,这些小载荷几乎不会对零部件造成损伤,有必要将其删除,进而缩短试验时间[2].小载荷的删除可从幅值域和时域两个方面来完成.幅值域删除小载荷的方法通常是先将实测的载荷—时间历程转换为雨流循环矩阵；继而将小载荷对应的载荷等级予以删除；最后编制成随机程序加载谱进行试验.该方法可完好地删除小载荷,但在生成雨流循环矩阵时,同一通道载荷之间的作用次序和不同通道载荷之间的相位关系丢失,无法再现汽车试验场真实的载荷—时间的历程.而采用时域信号裁剪法,直接对载荷—时间的历程进行编辑处理,可在删除小载荷的同时,完好地保留载荷的作用次序以及相位关系.因此,本文采用时域信号裁剪法来完成试验载荷谱的加速处理. 本文以汽车试验场实测载荷谱为基础,针对不同路段的特征,采用相应的载荷谱编制方法生成加速谱,再采用该加速谱作为载荷谱进行迭代,生成耐久性试验加载谱并进行整车试验.本文的试验载荷谱采自某汽车试验场的综合环路,共包含14种不同的路段,见表1.每个路段都具备其各自的特征,不宜采用同一种载荷谱的编制方法,而且考虑到后期迭代时,若所有路段一同迭代,个别收敛速度慢的路段会导致其他路段随其重复迭代,致使迭代效率降低.因此,本文将各个路段单独分离,针对不同路段的特征,采用相应的载荷谱编制方法.在删除小载荷对应的载荷—时间历程的同时,为了使信号连接平顺,在删除的信号之间用0.2 s的半正弦过渡信号连接.同时,针对不同路段的特征,分别采用以下载荷谱编制方法:1) 某些振动比较强烈的路段包含低幅值的载荷较少,在删除掉低幅值载荷的同时,用0.2 s 的半正弦连接,使整个信号的时间长度几乎没有缩短.因此,不适合采取删除低幅值载荷的加速方法,不对其作任何处理.2) 过铁轨路、坑洼路和路面接缝路等路面上冲击出现的频率很小,试验车辆在经过一个方坑后需要行驶一段时间才会再遇到下一个方坑,因此, 采用删除过渡路段的方法进行台架迭代信号的加速处理.3) 砂石路、破损路和小段比利时路等路段的信号能量不是很强烈,功率谱密度值也不是很高.存在大量对汽车底盘零部件不会造成损伤的低幅值载荷.因此,采用删除低幅值载荷的方法进行加速处理.4) 大路拱路、反斜坡转向路和住宅入口路等,对整车产生的损伤主要由路面的总体趋势造成，信号频率很低,一般在0.5 Hz以下,而台架迭代试验中四立柱试验台所能迭代的信号频率要求大于0.5 Hz.因此,采用直接生成油缸位移驱动信号的方法编制耐久性加载谱.不同路段的试验载荷谱的处理方法见表1.在载荷谱加速处理中,目前大多采用的做法是删除材料疲劳极限50%以下的小载荷[3].这一原则建立在经验数据的基础上,缺乏明确的物理意义.依据作者所在课题组多年来的研究成果得出,疲劳强度在0.65σ-1以下，实际对零件的疲劳无任何效果,可以认定为无效载荷,在载荷谱的编辑处理时可以删除[4].以破损路试验载荷谱为例,对其进行删除低幅值载荷的加速处理,破损路试验载荷谱左前弹簧应变的应变—时间历程如图1所示.破损路原始谱的时间长度约为36 s,对其进行将编辑后的载荷谱按照试验场行驶的先后顺序连接,得到编辑后的加速谱与原始谱的载荷—时间历程对比,如图3所示.由图可见，经过编辑处理后,加速谱时间缩短为350 s,为原始谱的56%,加速效果明显.对原始谱进行加速处理的重要原则是要保证加速前后的损伤等效[5].本文的损伤值计算在nCode软件中完成,计算时应用软件中内置的力学性能相近材料的标准S-N 曲线(材料抗拉强度极限为550 MPa,屈服极限为410 MPa,S-N曲线斜率为-0.087 2,曲线拐点对应疲劳寿命为106循环).为了方便对应变通道的载荷进行损伤计算,同时考虑到汽车零部件的疲劳失效模式大多为高周疲劳,应变处于弹性范围内.因此，将应变转换为应力.计算关键部位应变通道的损伤值见表2.由表2可知,加速谱各通道的损伤值均接近于原始谱,损伤误差的绝对值在10%以内.由此可知，该加速方法较好地实现了加速前后的损伤等效原则.在编制试验载荷谱时,把每个路段分离后单独进行编辑处理.同时考虑到不同路段的迭代收敛速度不同,因此适宜的方法是对每个路段单独迭代.最后将每个路段的加载谱连接,构成整个循环的耐久性试验的驱动谱.本文以4轮轴头的垂向加速度信号和4个弹簧位移信号作为迭代目标,将误差临界值规定为10%.通过实时的观测,逐步迭代并控制迭代精度.在迭代过程中,尽力使得轴头垂向加速度信号和弹簧位移信号的迭代误差均小于10%.但在个别路段,轴头垂向加速度信号和弹簧位移信号的迭代误差无法同时满足要求.例如通过调整各目标通道的gain值,当轴头垂向加速度信号的迭代误差小于10%时,弹簧位移信号的迭代过程开始发散.此时,需要放宽条件,将误差临界值规定为15%,采取折中的办法使得加速度信号和位移信号的迭代误差均满足要求.在进行每一路段迭代试验之前,为了使得信号迭代前后过渡平顺,试验设备有足够的缓冲时间,需要在迭代目标信号的首尾分别加上一段约2 s的过渡信号;在连接每一路段的加载信号时,为了防止各个路段加载信号之间存在均值的差异而导致信号连接突兀,应在连接的信号之间增加合适长度的过渡信号,如图4所示.将每个路段的加载谱按试车场行驶的先后顺序连接,得到一个循环的加载谱如图5所示.其中,选用加速编辑处理路段的加载信号，由其加速谱迭代后获得;不予加速处理路段的加载信号，由其原始谱迭代后获得;选用直接生成油缸位移加载信号的路段,其加载信号由4轮的拉杆位移信号经过格式转换,直接转换成四立柱试验台的加载信号.整车室内道路模拟试验如图6所示.试验过程中出现了与汽车试验场试验一致的失效模式,验证了本文所采用的室内道路模拟试验中加速谱编制方法的正确性. 本文提出了一套整车室内道路模拟试验中载荷谱的编制方法.1) 针对不同路段的特征,为每个路段选取了相应的载荷谱编制方法.2) 对每个路段单独进行了编辑处理,生成了加速谱.加速谱的加速效果显著,且与原始谱的损伤分析表明,该加速谱较好地保留了原始谱的损伤,实现了损伤等效原则. 3) 介绍了室内道路模拟试验中的关键技术,建立了整车室内道路模拟试验,试验中出现了与汽车试验场一致的失效模式,验证了该套载荷谱编制方法的可行性.本文的编谱方法可为其他车型的室内道路模拟试验载荷谱的编制提供参考.。
