变速器作为车辆动力传动系统的重要部件,其疲劳可靠性直接影响整车的疲劳可靠性和行驶安全性,因此疲劳寿命试验是变速器设计开发中必不可少的环节。随着CAE技术的快速发展,虚拟试验技术由于见效快、成本低而在汽车零部件设计开发中逐渐开始得到应用。目前,国内外相关学者对变速器虚拟试验进行了一些研究,也取得一定的成果,但基本上都是采用一些标准载荷谱进行疲劳仿真分析,而且缺乏有效的试验验证手段,因此影响虚拟试验可信度,在应用上受到限制。为此,本文基于变速器实际行驶载荷谱,结合整车与台架试验验证手段,对变速器虚拟疲劳试验方法进行系统研究,对于提高变速器虚拟疲劳试验准确性,加快变速器开发,具有较强的理论意义和工程应用价值。首先,对变速器实测载荷谱进行了滤波去趋势项等预处理,消除信号奇异值,从而提高载荷数据的信噪比;结合速比、车速、GPS等信息,按档位提取了变速器各典型路面载荷谱,并对其进行了时频域特征对比分析,找出了较为恶劣的典型路面工况;运用雨流计数对各档位载荷谱进行外推,为后续变速器虚拟试验提取了设计、分析和验证载荷谱。其次,结合某企业DCT变速器,建立了壳体、齿轮、轴承和轴等典型零部件有限元分析模型,在此基础上,分析了变速器内部载荷及传递路径,结合前面提取的设计分析载荷谱、材料强度理论和有限元分析方法,对壳体和齿轮等零部件进行了强度计算和分析,并提取了变速器壳体柔性体文件和模型。然后,采用ADAMS软件建立了变速器刚柔耦合多体动力学模型,并添加了变速器扭转激励和路面激励等约束和边界条件,建立了与实车行驶工况一致的变速器虚拟试验系统,基于提取的实际行驶载荷谱进行了系统动力学仿真分析。结合MTS液压伺服扭转作动器和直线作动器,构建了与虚拟试验系统一致的变速器试验验证系统,以相同的激励和输入对虚拟试验系统进行了试验验证,确保了虚拟试验系统的可信度。最后,结合虚拟试验系统,基于实际行驶载荷谱对变速器进行了动力学仿真分析,提取了壳体等关键零部件响应载荷谱,采用Goodman平均应力修正的材料S-N曲线,对变速器壳体进行了疲劳计算和分析。在此基础上,建立了基于实际载荷谱变速器虚拟疲劳试验流程和方法。