论强化试验技术在车辆可靠性试验中的应用

发表时间:2021/7/5   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:刘锡云
[导读] 摘要:传统车辆的稳定性测试需要计算大量的车辆使用情况信息,因此,在进行车辆设计,优化和开发车辆可靠性测试以及延误车辆安全性检查方面,因此强化试验技术在汽车产品设计和定型过程中得到了更广泛的关注。
        南京长安汽车有限公司  江苏南京  211200
        摘要:传统车辆的稳定性测试需要计算大量的车辆使用情况信息,因此,在进行车辆设计,优化和开发车辆可靠性测试以及延误车辆安全性检查方面,因此强化试验技术在汽车产品设计和定型过程中得到了更广泛的关注。为了促进车辆稳定性测试研究的发展,根据先进的车辆技术的特点,从整车道路试验、实验室台架可靠性试验及虚拟仿真试验3个方面对强化试验技术在车辆可靠性试验中的应用进行综述。
        关键词:试验技术;车辆可靠性试验;应用
        汽车个综合组织的机电产品,集机械,电子,材料和其他技术于一体。它的功能日益完善其结构变得更加复杂。良好的长期可靠性是汽车产品正常安全运行的前提。随着汽车工业的发展,当对汽车产品的使用要求变得越来越严格时,市场对汽车产品的可靠性和安全性的需求也不断增长。
        1强化试验技术在整车道路可靠性试验中的应用
        先进道路是设计用来模拟车辆在操作过程中可能遇到的最坏情况的一系列措施。每种类型的改良道路均设计为适合车辆中的负载,强化系数与车辆的高速公路总行驶里程与困难道路上的可靠测试的比率有关,在困难的道路上,车辆的一部分或组件在相同情况下会经历故障。这称为加速系数。典型的自测区域中的极限测试道路主要覆盖10多个类型的路段,例如比利时道路,弯曲道路,冲刷道路等,通常为2-10公里。在负载下测试车辆时,设置不同的强化速度系数路径以计算强化速度系数可以进一步缩短可靠性测试周期并降低成本。此外,车辆加固规范的制定,车辆产品的更新以及车辆测试设计的优化也是非常重要的任务,并且一直吸引着国内外的研究人员[1]。
        Smith等进行了车辆安全测试,比较了两条公路车辆的累积疲劳损伤,然后利用测量汽车主要承载部件的振动加速度与其单位里程的循环数。通过绘制二者之间的曲线,可以计算出主要车辆部件的加速度系数。美国内华达州汽车测试中心(NATC)的Colin提出了一种改进的测试路径,用于加速车辆寿命测试,可以提供不同类型的车辆来满足不同的要求和不同的测试。同时使极端测试循环系数的多样性:上海交通大学的胡宗武通过应用疲劳原理开始了另一项伤害来计算车辆强化速度系数。分别通过功率谱法获得用于计算减震器轴承主要成分的公式,用于计算重型道路成分的载荷放大的主要大小的公式的测试。与实际测量的数据(例如,倾斜的道路和石路)相比,松散的道路存在一些误差,但这为研究车辆强化速度系数提供了新思路。通过使用S-N原理(作为累积线性损伤的函数)和曲线增强因子的数学模型,介绍了损伤因子统计和频率因子统计以解释计算机模型参数的物理重要性。根据他们的研究,龚红兵计算了指定累积损伤理论计算的科学有效性,并与统计值对比,验证了累积损伤理论计算试验场强化路面强化系数的科学性。建立了数学模型,对车稳定性测试的验证系数进行了调整,并结合货车车架的试验场测试数据进行了强化系数计算模型验证试验。
        通常,车辆和道路状况之间的差异对加速度有很大的影响。需要开发不同类型的测试站点和不同类型的车辆加速器比率测试程序。每个测试应收集大量统计数据以进行验证。同时车辆可靠性强化试验还仍然缺乏一个科学的规范标准,这是现阶段试验场道路强化试验的一个必要的问题。因此,这是未来自控领域测试可靠性发展的重要方向之一,它可以召集测试用户,提高车辆安全性,提高测试效率,减少测试时间,从而根据用户的实际情况提高车辆安全性。在测试设计和测试规范的开发过程中,用户可用性分析将占据更广阔的领域。
        2强化试验技术在车辆室内台架试验中的应用
        在内部汽车工作台的可靠性测试中,在车辆可靠性测试室的工作区域内对车辆的一部分或整个车辆执行模拟负载,以提高车辆部件或设备的可靠性。验证汽车支架强度的重要性,最有效的方法是使用在实际工作环境之前或加重实际工作环境的测试设备(可靠性试验箱,振动台,液压伺服电动机等)。它可以快速识别组件故障状况和潜在故障,并通过及时优化设计提高车辆的稳定性。

基准测试主要包括组件系统增强测试以及车辆测试增强模块。然而,由于实验室测试条件的限制,难以完全模拟用于内部测试的车辆部件的真实工作环境。因此,研究人员现在可以将测试结果与已记录的道路加固测试进行比较,以识别故障机理并以类似测试的准确性来优化车辆安全性测试。例如,同济大学的胡文伟搭建的六通道多轴随机振动台就可以用来对轿车零部件进行室内道路模拟强化试验研究,根据基准测试,模拟和测试结果,对道路测试组件进行了改进。改进的可靠测试标准通过较短的测试周期以较低的测试成本来控制组件的可靠性。这充分证明了内部道路建模测试的好处。车辆内部的稳定性台架测试主要分三个阶段进行:稳定载荷加载试验、随机载荷加载试验和程序载荷加载试验。稳定载荷加载试验是一种应力测试方法,可找到测得的负载信号的最大值和最小值,并根据相应的恒定幅度正弦信号执行应力测试。这发生在车辆稳定性测试的早期阶段,用于安装车辆前悬架前端的疲劳测试系统。该测试仅限于技术设备级别。同时,样品的测试条件是理想载荷与实际载荷之差。因为差距太大,所以通常只是对汽车部件的可靠性和耐用性的粗略估计。如果测试条件相对简单,则可以通过模拟汽车零件的测试环境来获得良好的测试结果。张宏斌等人为了进行油罐车载荷和减震器耐久性分析,基于有限的测量数据和最后一个构件的分析,使用了等效于静态有限元分析方法来获得更准确的设计结果。然而,由于测试负载的工作条件相对复杂,结果的误差也相对较大,并且难以满足对复杂系统和车辆部件进行可靠测试的要求。考察其可靠性水平的一种可靠性试验方法。
        3强化试验技术在虚拟仿真试验中的应用
        虚拟仿真测试必须通过将相同的负载(热负载和振动负载)应用于整个车辆或生产环境中组件的数字原型,并从主系统模块中减去它们并进行应力仿真分析来进行预测。不断优化测试过程,以检测潜在的故障或连接不良以及产品交付不正确的后果,从而提高产品的可靠性。主要包括三个阶段:振动仿真、故障预计、可靠性三个阶段。借助验证支持逐步进行功能性研究和开发,以改变车辆制造商和大学的研究经验,验证即将来临的道路测试,从而以更短的测试周期和更低的测试成本提高虚拟车辆仿真的可靠性。方法目前,大学和企业使用的虚拟仿真试技术是一种虚拟仿真技术,主要由虚拟测试场(VPG)和混合仿真技术组成。美国工程师和技术协会比较了传统CAE仪器和虚拟测试技术(VPG)的性能,表明对测试车辆稳定性的虚拟测试技术的需求正在迅速增长。Ferry使用ADAMS温莎大学仿真软件评估了车辆悬架系统关键组件的可靠性,并建立了虚拟测试站点,将其与真实的车辆测试结果进行比较。同时调整虚拟模型,直到虚拟响应与实际车辆响应匹配为止。检查其可靠性,并将虚拟测试与当前的车辆测试进行比较。通过钱锋等使用UG,减少交货时间,使用UG生成模型零件并将其导入到您的ADAMS汽车模型中,然后使用FARIGUE分析软件模拟疲劳测试并安装可靠的车辆模拟系统测试以提高车辆稳定性。根据车辆可靠性测试规范的存储方式,可以确定备件测试的疲劳寿命,并且可以显着减少车辆稳定性测试的交货时间和成本。王勇等人建立卡车车身有限元模型并将不同的负载频率插入卡车的后备箱,揭示有无驾驶室顶板的卡车驾驶室疲劳寿命规律,为改善其可靠性提供验证思路。孙华锋对车辆前鼓包分别进行了等幅载荷加载试验和随机载荷加载试验,比较了两种试验方法对试样稳定性的影响,并检查了放置试验板的位置。提升车辆安全性的测试测试曹正林运用虚拟现场测试技术,开发了一种灵活的全自动仿真模型,并且以农安试车场强化路面为基础建立虚拟路面载荷谱。通过分析测试轨迹,汽车悬架系统的可靠性,结果与整辆测试车基本相同。李国兴在大型自卸车中实施,大、小波形路谱激励载荷谱,并且将CAE虚拟测试场用作仿真和解决方案平台,并利用实车统计数据验证仿真结果的准确性[2]。
        4结语
        随着计算机虚拟样机技术的不断进步,车辆可靠性强化试验技术也将进一步向前发展。汽车行业对车辆和部件的可靠性提出了很高的要求。这增加了车辆的可靠性。此外,车辆可靠性强化试验的研究也必须更加深入,紧跟汽车行业发展的新形势。
        参考文献:
        [1]魏朗,周文财,田顺,刘永涛,巩建强.强化试验技术在车辆可靠性试验中的应用[J].机械设计,2020,37(01):1-9.
        [2]王志.车辆可靠性试验的影响因素及改进措施[J].现代农业研究,2018(08):105-108.
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