随着汽车产销量的迅猛增长,汽车产品的质量已成为汽车生产厂商和消费者最关心的问题之一。在汽车的开发过程中,汽车生产厂商往往采用试验场耐久性试验来评价开发车型的质量。设计中存在的一些疲劳问题只能通过试验来发现,发现问题并进行优化改进后,又需要新一轮的试验场耐久性试验来检验。因此通常情况下,汽车试验场耐久性试验往往需要进行多轮,从而延长了整车的开发周期。在汽车开发周期中,以试验场耐久性试验为基础,采用CAE的方法进行数字化耐久性分析,找出整车耐久性设计的薄弱环节,在试验场耐久性试验之前就进行改进,完全可以减少试验的迭代次数和缩短整车的开发周期。目前,基于试验场耐久性试验的寿命预测仿真技术是国内外传统动力学领域的研究热点之一。结合国家863项目,本文以国内某A0级轿车转向节为研究对象,该轿车海南试验场耐久性试验数据为基础,利用试验和仿真相结合的方法,围绕着转向节试验场耐久性试验下的疲劳寿命预测展开研究,全文共分为六部分。第一章为绪论,简要介绍了汽车耐久性试验技术的发展,并对国内外基于试验场耐久性试验的动态载荷模拟和疲劳寿命预测的研究现状进行介绍和总结。通过对试验场耐久性试验动态载荷模拟各种方法的介绍和比较,总结了各种方法的优缺点;通过对试验场耐久性试验疲劳寿命预测方法和研究现状的介绍,说明了疲劳寿命预测的难点。最后提出了本文的主要研究内容。第二章建立了基于试验场耐久性试验疲劳寿命预测研究的整车多体动力学模型。根据本文的研究特点及目标车型的结构,利用ADAMS基于结构的建模方法,建立了目标车的车辆模型,主要包括前悬架模型、后悬架模型、转向系模型和轮胎模型等。利用目标车型的实车平顺性和操纵稳定性试验数据对本文建立的车辆模型进行了验证。验证结果表明:本文所建立的车辆模型基本正确,能够较为准确地描述车辆在线性区和非线性区的动力学特性,可以用于进一步分析研究。第三章以海南试验场耐久性试验为基础,对整车试验场耐久性试验测量方案进行了研究。本章首先介绍了整车试验场耐久性试验测量平台的总体方案和其主要组成。其次对试验路面进行了介绍,并提出了目标车型十万公里试验场耐久性试验规范和试验载荷状态。最后基于该测量平台和试验规范,对目标车型试验场耐久性试验进行了测量,为后续的动态载荷模拟提供了准确的试验数据。第四章对目标车型转向节十万公里海南试验场耐久性试验疲劳寿命预测进行了研究。首先通过对疲劳寿命分析方法的研究,确定了影响系数法作为转向节试验场耐久性试验疲劳寿命预测的方法。接下来介绍了转向节疲劳寿命分析技术路线,并着重研究了影响转向节疲劳强度的几个因素。为了确保动态载荷模拟的准确性,先后进行了转向节有限元模型和悬架传力特性的验证,并利用车辆模型对动态载荷模拟的加载方法进行对比分析研究,最终确定选用约束车身加载法和使用该方法实现动态载荷模拟的准确性。最后基于动态载荷模拟得出的各工况下转向节边界约束载荷随时间的变化历程,利用有限元仿真软件MSC NASTRAN和疲劳寿命分析软件MSC Fatigue对目标车型转向节试验场耐久性试验疲劳寿命进行了评估,并得出十万公里试验场耐久性试验各路型下的疲劳累积损伤。第五章利用提出的转向节台架疲劳破坏试验,完成了转向节试验场耐久性试验寿命预测的验证。本章首先对转向节台架疲劳破坏试验方案进行了研究,最终选用转向节单独加载试验方案进行转向节台架试验。并分别对该试验方案进行了试验和利用有限元的方法对该试验进行仿真,通过对比试验和仿真结果,验证了有限元仿真对该试验方案转向节寿命预测的准确性。接下来基于该试验方案,进行了转向节剩余寿命试验和仿真,并预测出该台架剩余寿命试验对转向节产生的疲劳累积损伤。最后,利用有限元预测出的转向节试验场耐久性试验疲劳累积损伤和剩余寿命试验产生的疲劳累积损伤相加,来间接验证转向节试验场耐久性试验寿命预测的准确性。第六章对全文内容进行总结,并对未来的研究方向提出了展望。本文从实际问题出发,对目标车型转向节试验场耐久性试验寿命预测进行了研究,并在以下几个方面有所创新:(1)对以试验场耐久性试验数据为基础的整车动态载荷模拟加载方法进行了深入分析。通过仿真和试验相结合的方法,指出了约束车身加载法是实现整车动态载荷模拟较为准确的方法。(2)通过对某轿车转向节试验场耐久性试验寿命预测的深入研究,提出了一套从试验场载荷数据采集到试验状态下动态载荷模拟,再到零部件疲劳寿命预测和验证的完整和规范的汽车零部件试验场耐久性试验寿命预测方法。