基于应力张量分析的后副车架疲劳试验
2021-11-04程稳正余小巧董远明
汽车工程 2021年10期
程稳正,余小巧,肖 厦,董远明,侯 杰
(吉利汽车研究院(宁波)有限公司,宁波315000)
前言
后副车架是乘用车悬架系统的重要承载和连接部件[1],耐久性试验是开发过程中必不可少的重要环节[2]。后副车架疲劳试验,通常有两种试验方式:一种是系统级验证,搭建后悬架系统,轮心位置加载路谱[3-5],该方法能准确模拟实际受力,验证效果与实车关联性好,但需要很多对手件,试验设备要求高,试验费用昂贵,多应用于开发后期验收试验;另一种是零件级验证,直接在副车架上加载或用简单工装传递加载[6-7],无需对手件,设备要求和试验成本低,多应用于开发前期方案验证,达到减小系统和整车试验失效风险的目的。
副车架零件级验证的载荷条件基于载荷谱雨流计数和伪损伤等效[8-9],对于加载点附近危险点验证效果良好,但对远离加载点位置,验证效果较差,原因在于:(1)危险点应力受多通道载荷复合作用,而液压作动器空间布置受限,多通道载荷有时不能同时施加;(2)块谱转换为单通道等效,无法考虑多个通道载荷之间的相位匹配关系,相位不同会造成应力截然不同,导致效果不佳;(3)伪损伤统计考虑不到实际结构和材料性能,易造成伪损伤等效而实际损伤不等效。
本文中提出基于应力张量线性叠加理论的疲劳试验设计方法,可以识别关键通道以简化试验,保持危险点主应力方向与路谱基本一致,兼顾了零件实际结构和材料性能,同时采用原始路谱某一时刻能体现危险点应力状态的通道载荷作为块谱的幅值,保留了各通道载荷之间的相位特征关系,从而使副车架零件级验证的危险点损伤与路谱基本一致,兼顾了验证效果和试验成本。……
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