路军凯 张晓倩 王香云 张鸿钧

摘要：系统台架试验验证是整车耐久性能开发最重要的验证手段，如何建立系统台架耐久规范之间的关联性对于整车耐久性能开发显得尤为重要。传统的台架耐久路试规范之间的关联性分析主要依靠物理路试采集的方法，本文介绍一种基于VPG虚拟试验场技术的验证手段进行的台架耐久规范转场关联的方法，基于多款虚拟整车模型在两个虚拟试验场路面上仿真计算耐久载荷，通过载荷谱的伪损伤和零部件损伤值进行试验场转场关联分析，该方法具有项目周期短、成本低、精确度高等优点。

关键词：虚拟试验场;试验场转场关联;伪损伤;系统台架验证

中图分类号：TN407                                     文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）16-0029-02

1  耐久台架规范试验场转场理论基础

现已知欧洲试验场HPG整车耐久台架验证规范，需要建立中国盐城试验场YPG的整车耐久台架验证规范，使其耐久验证强度与欧洲试验场HPG的耐久强度保持一致。将以上的工程问题转化成数学问题，实际上就是求解矩阵方程，选择中国盐城试验场YPG的道路类型并计算出相对应的循环次数，使两个试验场的耐久规范载荷激励对于整车零部件结构的损伤区域和损伤值保持同等水平。

2  耐久台架规范转场技术流程

基于虚拟验证方法的试验场转场技术流程基本包括（如图1）：①转场车型选择;②试验场道路初选;③虚拟载荷生成;④耐久台架规范生成;⑤CAE方法虚拟验证。

3  试验场耐久台架规范转场车型选择

试验场耐久台架规范须涵盖主机厂所有开发的车型（包括不同的悬架类型、轮胎尺寸、车辆轴距，车型载重、SUV和轿车）;本文试验场耐久台架规范转场基于两款车型进行关联，这两款车型可以涵盖主机厂多数车型的整车参数;两款车型相关参数如图2所示。

轴距（2620～2985mm）;轮距（1540～1666mm）;整车RTL配载重量（1963～2749kg）;载荷类型（5～7座）;悬架类型（麦弗逊式悬架、拖曳臂式悬架、双横臂式悬架和板簧多连杆式悬架）。

4  盐城试验场台架耐久道路选择

在试验场转场关联前保证耐久路面特征的基本一致，是耐久规范转场关联高精度的基础。试验场路面特征的一致可以保证整车耐久载荷的幅值、振动频率以及损伤分布基本一致，有利于试验场耐久路试规范转场的强关联和顺利进行如图3所示。

5  基于VPG虚拟试验场载荷仿真

整车多刚体模型包含悬架系统、制动系统、专项系统、传统系统、动力系统、冷却系统以及高精度的3D轮胎模型Ftire，整车结构件均采用柔性体代替，保证仿真精度和振动响应的传递。整车ADAMS模型建模如图4所示。

6  整车零部件CAE虚拟验证

通过整车测试通道伪损伤等效将欧洲试验场的耐久台架规范转场至中国试验场，需要通过CAE虚拟仿真的方法进行验证，确保欧洲试验场和中国试验场耐久台架规范对于整车车身底盘零部件的损伤是一致的。

将VPG虚拟试验场技术仿真的载荷谱加载到整车关键零部件上仿真计算寿命，对比零部件的损伤区域和损伤峰值，同时对比关键通道的Level Cross曲线和PSD曲线，以保证载荷在时域下的载荷幅值特征和在频域状态下的能量体现。零部件疲劳结果云图、Level Cross和PSD曲线对比如图5所示。

由于篇幅所限，在此对两款车型的CAE验证结果不再一一展示，CAE验证结果汇总如表1。

7  结论

通过VPG虚拟载荷技术进行试验场耐久台架规范转场关联，不仅能够保证整车各通道伪损伤的等效，而且可以进行CAE关键零部件疲劳仿真的对比验证，提升了试验场转场关联的精度;相对于物理验证方法，VPG虚拟验证的方法，成本更低，周期更短，人力投入更少，适合在整车耐久开发项目中推广应用。

参考文献：

[1]Adams Help[G].

[2]Oskar. Danielsson《Influence of body stiffness on VD Characteristics in Passenger Car》 [C].

[3]郝鵬飞.基于Matlab与Adams的三维路面建模研究[J].机械科学与技术，2011，30（02）：327-330，335.