[发明专利]一种组合路况下车辆结构疲劳损伤计算的当量系数法

摘要

本发明公开了一种在组合路况条件下计算车辆结构疲劳损伤的当量系数法。第一步，测试车辆结构在选定的组合路况下的应变载荷并编制载荷谱；第二步，计算各路况条件下的车辆结构损伤值；第三步，根据损伤等效原则，以某一路况为基准，计算其他路况条件下车辆结构损伤的当量系数；第四步，利用当量系数，根据用户需要调整组合路况，并分析相应的车辆结构损伤。该方法基于既定的疲劳载荷试验数据，在进行汽车疲劳耐久性研究时，可方便、准确地确定各路面间疲劳损伤的当量关系；可根据用户使用要求和目标，在道路试验中进行里程重组；可预估出车辆结构的疲劳损伤值，便于进行疲劳损伤的对比分析。

主权项

1.一种在组合路况条件下计算车辆结构疲劳损伤的当量系数法，其特征在于利用损伤等效原则，求取组合路况条件下各路况间的车辆结构损伤的当量系数，并利用该系数进行疲劳试验组合路况调整及其对应的结构损伤对比分析，该方法包含以下具体步骤：第一步：测试车辆结构在选定的组合路况下的应变载荷并编制载荷谱(1)确定组合路况，选择三种及以上的路面等级较低的强化路组合；(2)结构载荷测试，对车辆重要结构的损伤危险点进行载荷测试；(3)编制载荷谱，应用雨流计数法对各单一路况作用下车辆结构载荷分别进行计数统计。第二步：计算各路况条件下的车辆结构损伤值应用glyphworks软件编制疲劳损伤计算流程，根据车辆结构材料的S-N特性，计算出每种路况作用下车辆结构的疲劳损伤。第三步：根据损伤等效原则，以某一路况为基准，计算其他路况条件下车辆结构损伤的当量系数(1)假设在第j种路面下产生的疲劳损伤与第i种路面下产生的损伤相等(即疲劳损伤等效)，即有式(1)的关系成立，xjyj=xijyi]]>   式(1)式中，x_j表示第j种路面里程、x_ij表示第i种路面相对于第j种路面损伤相等时的当量里程，y_j表示x_j里程作用产生的疲劳损伤量，y_i表示第i种路面x_i里程作用产生的疲劳损伤量；(2)计算任一路况条件下车辆结构疲劳损伤相对于某一关注路况条件下疲劳损伤的当量里程，即通过式(1)进行计算求得：xij=yi·xjyj]]>   式(2)由式(2)可知，x_i与x_ij是当量的，即x_ij是对第i种路面里程x_i的当量里程；(3)计算任一路况条件下车辆结构疲劳损伤相对于某一关注路况条件下疲劳损伤的当量系数α_ij，由式(2)可进一步求得当量系数α_ij，即式(3)，αij=xijxi]]>   式(3)第四步：利用当量系数，根据用户需要调整组合路况，并分析相应的车辆结构损伤(1)根据汽车企业或用户需要，选定试验里程X_i与试验组合路况条件(包括路况种类j及其权重比例m_j)；(2)利用第三步中计算的各路面的当量系数，确定各类路况试验里程X_j；X_j由式(4)计算求得，Xj=Xi·mjαij]]>   式(4)(3)计算分析目标路况下的总损伤D，可通过求取每种路况(第j种路况)的疲劳损伤D_j求得，即有式(5)D=ΣD_jDj=yixj·Xj]]>   式(5)由此，计算用户目标路况下的车辆结构疲劳损伤。