用户关联汽车道路载荷谱编制的研究

论文摘要

疲劳寿命是汽车及其零部件的主要设计指标之一,为使汽车零部件产品设计和疲劳强度试验研究建立在反映其实际使用时的载荷工况的基础上,就要采集该部件在各种典型使用工况下的载荷-时间历程,经过统计分析处理后编制成工作载荷谱。另一方面,可以根据实测的工作载荷谱编制模拟试验用的加载谱,对所设计的部件按照加载谱加载,进行疲劳寿命试验来验证设计,预估零部件寿命。因此,载荷谱是汽车零部件疲劳试验的依据,也是零部件设计的载荷依据。本课题的主要目的是对应用于汽车零部件工作的道路载荷谱数据进行研究,并用于疲劳可靠性设计中,为汽车零部件生产和设计提供参考。针对以上目标,本文的主要工作内容包括:针对信号测试特点,选取了相应的测试仪器,并建立了整个测试采集信号系统进行道路载荷信号采集;对采集的信号进行预处理,分别对应变信号和加速度信号进行统计分析,并对加速度信号进行了相关分析和功率谱分析,得到了与实际情况较为相符合的载荷特征;对比分析了传统加速谱编辑方法与改进的加速谱编辑方法,基于等损伤原理,选取其中的左后稳定杆连接杆载荷进行编辑,得到了保留不同损伤量的编辑结果。本课题是汽车耐久性工程的一部分,在比较各传统室内疲劳试验加速谱编辑技术的基础上,提出一种基于损伤量的载荷谱编辑方法。编辑后的载荷谱用于室内疲劳试验,不仅能得到与原始载荷几乎一样的损伤和疲劳失效模式,而且大大缩减了疲劳试验周期。本课题的结论与方法可以为汽车零部件的耐久试验加速提供有益的参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 图目录
• 表格目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.1.1 课题研究的技术背景——汽车耐久性试验技术
• 1.1.2 用户关联试车技术
• 1.2 载荷谱的国内外研究现状
• 1.2.1 机械领域载荷谱的研究状况
• 1.2.2 汽车道路载荷谱 RLD（Road load Data）的研究状况
• 1.3 课题研究的意义
• 1.4 课题主要研究内容与目标
• 1.4.1 课题研究目标
• 1.4.2 课题研究的主要内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 信号采集与分析处理理论基础
• 2.1 信号采集与预处理理论
• 2.1.1 采样定理
• 2.1.2 信号的预处理
• 2.1.2.1 消除信号漂移
• 2.1.2.2 峰值信号的检测
• 2.1.2.3 信号平滑处理
• 2.1.3 测试系统的标定
• 2.2 随机信号的概率统计分析
• 2.2.1 随机信号及其概率数字特征
• 2.2.2 计数法
• 2.2.2.1 雨流法的计数规则
• 2.2.2.2 雨流计数举例
• 2.2.3 概率密度函数
• 2.3 相关分析
• 2.4 功率谱分析
• 2.4.1 功率谱密度函数
• 2.4.2 功率谱的应用
• 2.5 本章小结
• 第三章 路谱测试系统的构建及试验规范的制订
• 3.1 汽车信号采集对设备的要求
• 3.2 eDAQ野外电脑数据采集系统介绍
• 3.3 测试系统
• 3.3.1 测试系统的建立
• 3.3.2 测点位置确定布置
• 3.4 采集路面及行驶规范
• 3.5 本章小结
• 第四章 载荷的统计分析处理
• 4.1 GlyphWorks-交互式的数据处理及疲劳分析软件介绍
• 4.2 汽车振动频率理论分析
• 4.3 应力统计分析
• 4.4 雨流计数法统计分析
• 4.5 加速度信号统计分析
• 4.6 加速度信号的相关分析和功率谱分析
• 4.6.1 相关分析
• 4.6.2 功率谱分析
• 4.7 本章小结
• 第五章 基于损伤量的室内加速疲劳试验载荷谱编制
• 5.1 室内疲劳加速试验概述
• 5.1.1 传统加速试验介绍
• 5.1.2 科学合理的加速试验
• 5.2 原始信号的疲劳试验寿命
• 5.3 疲劳试验谱编辑预估
• 5.4 基于损伤量的室内疲劳试验加载谱编辑原理
• 5.5 室内疲劳试验加载谱的编辑
• 5.6 本章小结
• 第六章 全文总结与展望
• 6.1 课题主要内容及创新点
• 6.1.1 主要工作内容
• 6.1.2 本文创新点
• 6.2 进一步工作设想
• 参考文献
• 致谢