冷晓伟， 戴作强， 郑莉莉， 赵清海, 任可美

(青岛大学 机电工程学院动力集成及储能系统工程技术中心， 山东 青岛 266071)

路面不平度产生的随机振动是造成电动汽车零部件发生疲劳破坏的主要因素[1]。电池箱对电池组起防护和保障安全的作用，其疲劳耐久性能对于保障车辆及乘员安全至关重要。

电池箱的疲劳寿命分析主要有时域法和频域法。时域法采用经典的雨流循环计数统计载荷信息，容易丢失载荷数据，计算量大，工程应用不是很广泛;频域法从概率统计的角度统计载荷信息，采用功率谱密度(PSD)描述随机振动载荷在各个频率成分上的统计特性[2]，广泛应用于航天、海工、汽车等领域。目前电池箱的疲劳寿命研究大多致力于时域振动和定频振动[3-5]，随机振动的疲劳寿命研究较少。本文基于频率响应分析研究电池箱随机振动的疲劳寿命，为电池箱的疲劳寿命分析提供一种高效的方法。

1 随机振动疲劳寿命分析方法

本文参照电池箱振动测试的国标选取加速度功率谱密度，避免建立整车模型和提取加速度载荷谱的复杂过程。

1.1 加速度功率谱密度

随机振动无法用确定的函数关系式表示，只能通过概率统计的方法表示。在频域内，采用功率谱密度函数表示随机振动在各个频率的统计特性[6]。功率谱密度函数Sx(ω)为自相关函数Rx(τ)的傅里叶变换公式为：

GB/T 31467.3-2015[7]中规定电池箱随机振动的加速度功率谱密度如图1所示。

图1 加速度功率谱密度

1.2 疲劳寿命计算方法

Dirlik计算方法是疲劳仿真软件nCodeDesignlife所采用的方法。……