基于虚拟迭代的汽车疲劳耐久载荷谱提取

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:f168168f
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
汽车零部件疲劳耐久性作为整车性能关键指标,关系汽车的行驶安全性和使用寿命,直接影响汽车的品质和形象。疲劳耐久性试验周期长,按照结构设计、试验、改进的研发模式不仅影响研发效率,而且增加研发成本。目前,运用CAE技术在产品开发前期预测零部件疲劳寿命成为研究的重点,载荷谱的获取是CAE技术进行疲劳耐久性分析的关键。虚拟迭代法中整车动力学模型与车辆正常行驶状态相一致,且迭代的精度较高,广泛应用于零部件疲劳寿命预测。论文建立整车多体动力学模型,运用虚拟迭代法对整车进行载荷分解,基于试验场道路采集的减振器位移、加速度和垂向力信号对迭代反求的垂向位移进行了检验。以副车架为对象,通过虚拟应变与实测应变的对比,验证了虚拟迭代法提取载荷谱的有效性。论文以汽车试验场强化路面采集的数据为基础,将试验采集到的载荷信号进行预处理,如去漂移、去毛刺等,并对预处理后的载荷进行数据统计和分析,验证了数据的有效性同时得到了各个强化路面的特征,为后续仿真分析提供数据基础。为了获取关键点载荷信号,论文采用虚拟迭代法对整车进行载荷分解。基于实车参数和弹性元件试验数据,利用Adams软件建立整车动力学模型,通过悬架K&C特性仿真和试验数据的对比,验证了模型的正确性。将虚拟迭代模型导入迭代仿真软件,以减振器位移、轮心垂向加速度和轮心垂向力作为迭代响应信号,对12种路面分别进行迭代,结果表明12种强化路面都满足迭代精度要求。以两种特征路面为例,从时域、频域和损伤域对迭代结果进行分析。在时域和频域坐标下迭代响应信号和试验实测信号的吻合度较好,两种信号的相对损伤比在0.5-2之间,验证了虚拟迭代反求垂向位移的准确性。最后,为检验基于虚拟迭代法的载荷提取的准确性,以副车架为对象,输入迭代分解的载荷谱和单位载荷应力分布模型,求解应变时间历程,并与实测应变信号进行对比。结果表明迭代模型提取的载荷精度较高,可以作为后续疲劳寿命分析输入载荷谱。最后,将连接点载荷谱、材料S-N曲线和单位载荷应力分布结果作为输入,仿真计算副车架疲劳寿命。
其他文献
Ti6Al4V合金由于机械性能好、电化学性质稳定被广泛地应用在航空航天、汽车、生物医学和海洋舰船等领域,在湿热盐环境下,Ti6Al4V合金在电化学作用下发生腐蚀,造成大量的资源浪费。氮化钛涂层具有良好的电化学稳定性和耐磨性能,被广泛地作为耐蚀和耐磨涂层,然而由于氮化钛柱状生长等自身结构缺陷,腐蚀离子会渗透到内部破坏其结构,目前改变氮化钛耐蚀性能的有效方法是添加中间金属层来抑制其柱状生长。因此,本文
学位
固态电解质替代有机液态电解质而发展起来的固态电池是一类新型储能电池,有望从本质上解决传统锂离子/钠离子电池中的安全性问题,同时提高电池能量密度。其中,无机氧化物固态电解质材料具有化学/电化学稳定性好、机械强度高、成本低、载流子唯一、对金属阳极稳定等诸多优点。但是,存在离子电导率低的难题;另外,无机氧化物固态电解质材料通常都需要烧结致密化,在高温烧结过程中,晶粒容易异常长大,探索烧结致密的纳米晶无机
学位
连续碳化硅纤维增强钛基(SiCf/Ti)复合材料兼具高比强度和抗疲劳性等优点,特别在航空发动机工作的中温段(650℃-1000℃)具有广阔的应用前景。真空热压制备过程中界面反应导致的金属间化合物是影响其力学性能的关键。相关的研究主要集中在两方面:一是界面反应层的生长演化问题;另一方面是受界面影响的复合材料的力学性能的问题。前者是生长的动力学问题,后者是力学性能评估问题,两者紧密相关且相互依存。例如
学位
固定弹簧式起落架具有结构简单、可靠性高和维护保养成本低等特点,常用于通用航空飞机的主起落架,固定弹簧式起落架的着陆动态性能研究与优化对通用航空飞机的研发有重要的意义。本文的主要研究对象是固定式管簧起落架。首先建立了起落架管簧支柱和轮胎的有限元模型,并分析了轮胎的下沉量,然后在飞机的最大着陆设计质量下,以不同的下沉速度研究起落架的着陆动态性能,得到起落架在着陆过程中的垂向载荷、侧向载荷、过载和垂向压
学位
环氧树脂是一类具有优异力学性能、尺寸稳定性和耐酸碱等优点的热固性树脂,广泛应用于电子器械、复合材料等领域;然而其不溶不熔的特性使其固化后无法再次加工或重塑,且废弃后难以回收会造成固废污染。类玻璃体高分子具有动态共价键,可再愈合和再修复性。环氧树脂类玻璃体作为一种典型的类玻璃体,除具有极高的力学强度外,还能在高温下能够实现拓扑化结构的重排,被认为是继热固性材料和热塑性材料之外的第三类高分子材料。柔性
学位
自然界中的大帛斑蝶等昆虫通过拍动翅膀而进行飞行,且表现出卓越的飞行能力;在飞行的过程中,它们的翼面都会发生显著的柔性变形,该柔性变形会引起周围流场的结构发生变化,从而对它们的飞行姿态和飞行能力有着重大的影响。近年来,人们对生物飞行的空气动力学机理充满兴趣的同时,也对仿生扑翼微飞行器(Flapping-Wing Micro Aerial Vehicles,FMAV)的开发满怀热情。而翅翼作为FMAV
学位
日常生活中经常发生冲击爆炸问题,其中诸如车祸等有害碰撞严重威胁人们的生命财产安全。薄壁结构作为重要缓冲防护结构,具有诸多优异特性,例如质量轻、成本低、可设计性强等,在航空航天、交通运输等多个领域得到了广泛应用。为避免结构飞溅等二次冲击伤害,传统的薄壁管吸能结构通常需要施加额外的外界约束。因此发展一种可扩展组装、易于拆卸、便于运输的可扩展薄壁自锁吸能结构成为迫切需求。然而,现有自锁结构存在比吸能较低
学位
面对环境污染、全球变暖、石油资源枯竭等问题,新能源汽车成为各大汽车厂商的重点研究对象。随着燃料电池技术发展,燃料电池汽车充分发挥新能源汽车零排放与节能优势,得到了国内外研究者的广泛关注。能量管理策略是具有多能量源燃料电池汽车的核心控制技术,直接决定着整车性能。深度强化学习算法能有效处理多目标能量管理问题,在优化效果、实时性以及自学习等具有显著优势;为此,本文将开展基于深度强化学习的燃料电池汽车多目
学位
近年来,以重型运载火箭为代表的航天器研发是各国未来空间战略的核心,如何进一步有效提高航天器的运载能力并降低发射成本是亟待解决的重要问题。航天器的液氧贮箱作为重要的结构部件,它决定了航天器的运载能力。采用碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)代替金属合金作为制备液氧贮箱的结构材料,可使燃料贮箱自身减重40%,并使火箭总重减少14%。但由于液氧介质具有温度低(沸点:-183℃,90 K)和氧化性强的特点
学位
高熵合金相比较以往的传统金属,具有高强度、高硬度、耐腐蚀和耐摩擦等优异的特性,在工业材料上有较好的应用前景。高熵合金的宏观性能和特征与其微观特性密不可分,这些特性都需要从微观角度进行观察分析研究。本文利用分子动力学模拟,从原子尺度研究在不同条件下冲击波对高熵合金材料的影响,通过分析其力学行为和微观结构演化进行研究。我们发现高熵合金在同等条件的冲击下和镍金属相比较,受迟滞扩散效应影响,冲击波在高熵合
学位