汽车试验场试验效应研究

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现在无论计算机模拟功能如何强大,它也代替不了汽车开发过程中的实车验证功能。目前,汽车试验场仍是各设计公司或主机厂最主要的验证场地。在中国,尽管汽车工业发展较快,但是各汽车生产制造企业很少拥有用于自己独立研发与验证的汽车试验场,一般仍要利用公用汽车试验场进行开发验证。基于某公司多年来的车辆开发验证与评价的数据,结合某平台车型的开发验证项目,参考某北方和某南方两个汽车试验场的行车路试要求,在两个汽车试验场内采集某平台车型典型零部件的载荷谱,并借助台架试验得到典型失效零部件-后扭力梁的弯曲和扭转条件下的疲劳寿命S-N曲线,采用威布尔分布、Miner疲劳损伤累积和雨流计数技术等进行统计、对比、分析,本文给出某平台车型在某北方和某南方两个汽车试验场路试所出现本质故障的威布尔分布,并从零部件载荷谱的角度证明了某北方和某南方这两个汽车试验场对整车路试验证具有不同试验效应的内在原因。通过研究,本文给出了如下主要结论:1.某北方汽车试验场相对某南方汽车试验场而言,用于路试开发验证的坏路种类相对较少,但对车辆的总体损伤很强。同一平台车型在两个汽车试验场分别路试会得到不同的本质故障威布尔分布,从各自威布尔分布的数学期望可知,两者之间的强化关系大约为2.1。这说明这两个汽车试验场的试验效应关系相对确定。2.搓板路作为路试行车的典型激励源,行车过程的激励频率容易与整车或局部零部件系统的共振频率接近或重合,最终造成关键零部件模态应力过大而出现共振性失效。后扭力梁悬架系统模型的ADAMS模拟计算结果和实车载荷谱测试分析结果共同证明了这一点。为此,本文定义搓板路为整车路试的“道路敏感因素”。能否对该路面上行驶的车辆提出合理的技术要求至关重要,其一但与开发车型结合不好就将导致验证失真,出现“过头”或“不足”,最终导致试验效应差别巨大。3.通过在某北方和某南方两个汽车试验场进行实车多工况载荷谱测量,借助台架试验得到整车路试时典型失效零部件后扭力梁在弯曲和扭转条件下的S-N曲线,根据Miner疲劳累积损伤理论对典型通道疲劳寿命进行分析可知,两汽车试验场在V平台车型的后扭力梁弯曲和扭转疲劳强度验证方面服从不同的威布尔分布,数学期望比值分别为2.0和11.7。4.两汽车试验场各自的道路条件及行驶规范是导致试验效应产生差异的根本原因。搓板路和扭曲路对试验车辆的疲劳损伤影响最大,某北方汽车试验场的相关损伤比例又远大于某南方汽车试验场。相对来说,某南方试验场对测试车辆的疲劳损伤相对温和、均衡。但是两个汽车试验场的道路布局及行车要求最终决定了二者都难于以客户关联为基础制订出比较合理的整车验证规范。总之,各企业为了保证产品开发验证的科学、高效,必须要对当前的试验场验证条件及验证规范加以甄别,均应有针对性地选用或改进。
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