[发明专利]一种前下摆臂台架耐久试验载荷获取方法

说明书

本发明涉及汽车整车及零部件的结构设计领域，具体地指一种前下摆臂台架耐久试验载荷获取方法。获取用户使用工况的整车载荷信号；获取用户使用工况的前下摆臂连接点动态载荷；获取用户使用工况的前下摆臂的虚拟耐久寿命及分布；正弦化用户使用工况前下摆臂的虚拟应变片信号；建立台架耐久工况前下摆臂加载点载荷与虚拟应变片的传递矩阵；制定台架耐久试验载荷。本发明有效解决了汽车前下摆臂台架耐久试验载荷编制没有依据，台架耐久试验与汽车用户工况严重脱离的问题，在台架上合理再现了汽车前下摆臂的加载工况。

技术领域

本发明涉及汽车整车及零部件的结构设计领域，具体地指一种前下摆臂台架耐久试验载荷获取方法。

背景技术

汽车的耐久性能作为最重要的性能之一，直接影响驾驶汽车的行驶安全。主机厂在汽车研发阶段，会进行多轮次的零部件台架耐久试验及整车用户使用工况耐久试验以验证汽车耐久性能。在台架试验验证阶段，充分验证汽车零部件的耐久性能，可以减少汽车整车用户使用工况耐久试验的验证轮次，降低研发成本及缩短研发周期。而在汽车零部件台架耐久试验方法设计中，试验载荷设计是最核心的环节。

目前，针对该零部件台架耐久载荷获取方法主要采用经验算法，即基于汽车的整车质量、轴距、轮距等参数，结合各主机厂制定的一些耐久经验工况，从而制定汽车前下摆臂的台架耐久试验载荷。该方法由于台架耐久试验载荷不是直接来源于用户在驾驶汽车时的使用工况，因此有时候试验结果会与零部件实际失效模式及考核强度有较大的差别。因此迫切的需要研究制订一种算法用于获取台架耐久试验载荷，从而将用户使用工况与台架耐久试验建立关联性。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种前下摆臂台架耐久试验载荷获取方法。

本发明的技术方案为：一种前下摆臂台架耐久试验载荷获取方法，其特征在于：获取试验车辆在使用工况下的整车载荷信号；基于整车载荷信号结合采用多体分析软件建立的整车多体模型，获取用户使用工况下的前下摆臂连接点动态载荷；采用有限元软件计算前下摆臂各连接点上六个方向1N单位力的应力响应，基于前下摆臂连接点动态载荷，并结合前下摆臂的材料疲劳寿命曲线，获取用户使用工况下前下摆臂的虚拟耐久寿命及分布；在前下摆臂上耐久寿命最低的若干位置上布置虚拟应变片，获取虚拟应变片位置的动态随机虚拟应变片应力信号，将虚拟应变片应力信号转化为正弦曲线虚拟应变片主应力信号；建立台架耐久工况下前下摆臂加载点载荷与虚拟应变片应力信号的传递矩阵；通过对正弦曲线虚拟应变片主应力信号与传递矩阵进行分析计算，得到与用户实使用况关联的乘用车下摆臂台架试验载荷。

进一步的所述整车载荷信号包括整车耐久道路轮心六分力载荷信号、整车耐久道路轮心加速度载荷信号、整车耐久道路弹簧位移信号和整车耐久道路车身减震器上点加速度载荷信号。

进一步的所述获取试验车辆在使用工况下的整车载荷信号的方法为：在汽车四个轮毂上布置轮心六分力传感器，获取整车耐久道路轮心六分力载荷信号；在汽车四个转向节上布置三向加速度传感器，获取整车耐久道路轮心加速度载荷信号；在汽车四个弹簧上布置全桥式应变片，将主应力信号在拉压力试验机上标定为位移信号，获取整车耐久道路弹簧位移信号；在汽车车身四个减震器塔座上布置三向加速度传感器，获取整车耐久道路车身减震器上点加速度载荷信号。

进一步的所述获取用户使用工况下的前下摆臂连接点动态载荷的方法为：采用多体分析软件，建立包括前悬架模型、后悬架模型、转向模型、制动模型、轮胎模型、车身模型、制动模型、动力总成模型的整车多体模型，将整车载荷信号与建立的汽车多体模型结合，采用多刚体载荷求解方法将整车载荷信号分解到前下摆臂连接点，获取用户使用工况下的前下摆臂连接点动态载荷。

进一步的所述获取使用工况下前下摆臂的虚拟耐久寿命及分布的方法为：采用有限元求解方法，基于惯性释放工况分别计算前下摆臂各连接点上6个方向1N单位力的应力响应；基于前下摆臂连接点动态载荷信号和1N单位力的应力响应，结合前下摆臂的材料疲劳寿命曲线，采用多轴疲劳分析方法，获取用户驾驶汽车工况下的前下摆臂虚拟耐久寿命及分布。