CN110646216A - 一种由路谱载荷生成台架试验载荷的方法 - Google Patents
一种由路谱载荷生成台架试验载荷的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110646216A CN110646216A CN201910855461.XA CN201910855461A CN110646216A CN 110646216 A CN110646216 A CN 110646216A CN 201910855461 A CN201910855461 A CN 201910855461A CN 110646216 A CN110646216 A CN 110646216A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- load
- damage
- road spectrum
- value
- bench test
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M17/00—Testing of vehicles
- G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明涉及路谱载荷的处理方法，具体公开了一种由路谱载荷生成台架试验载荷的方法；包括确认路谱数据，对路谱数据进行编排；将台架试验目标的材料属性S‑N曲线代入所获得的路谱数据中得到损伤值D1，将路谱数据进行雨流计数统计并代入上述的S‑N曲线获得载荷‑伪损伤矩阵；从载荷‑伪损伤矩阵中提取多级载荷并对多级载荷进行有序编排，形成载荷时域谱后代入上述S‑N曲线计算伪损伤值D2；比较D1/D2是否位于95%‑105%内，若是则提取完成，若不是则返回前序步骤重新提取多级载荷。本发明适用于高级及低级台架试验设备，并且能够保证试验的准确性；本发明还能够依据损伤值量级快速选出合理的分级载荷，有效减少路谱数据处理时间，提高了效率，节省时间成本。
Description
技术领域
本发明涉及路谱载荷的处理方法，特别是涉及一种由路谱载荷生成台架试验载荷的方法。
背景技术
汽车零部件或系统的开发过程中有台架疲劳试验验证及整车可靠性试验验证，台架疲劳试验验证因试验周期短、试验费用低且能对较多数量的样件进行试验，所以在开发前期就会进行台架疲劳试验验证，以尽早地发现和解决零部件的疲劳寿命问题。但台架疲劳试验的载荷应如何设计，使其试验结果能保持与后续整车可靠性试验验证结果的一致性，目前主要有两种方式，一种是基于路谱载荷根据个人经验提取单级定幅、定频加载，另一种是用实车采集到的路谱载荷进行变幅、变频加载。前者的验证准确度依托于自身经验，会有一定偏差，所以往往会加大安全系数以确保验证充分，但同时可能会带来台架疲劳试验验证不通过，而最后整车可靠性验证通过的尴尬。而后种加载方式进行的台架试验验证能较好的符合整车试验验证的实际情况，但对台架疲劳试验设备要求较高，不仅要求台架试验设备能实现变幅、变频加载，还有可能需要其能多轴向加载。
公告号为CN 102737148 B的中国专利公开了一种将路谱缩减为模式块循环矩阵的方法，包括判断载荷路谱中三个通道载荷的相位关系，将载荷路谱分为有相位关系的载荷路谱和无相位关系的载荷路谱；在损伤矩阵基础上分别建立有相位关系的载荷路谱的损伤矩阵和无相位关系载荷路谱的损伤矩阵；将有相位关系的载荷路谱的损伤矩阵编辑为多轴模式块循环矩阵，将无相位关系的载荷路谱的损伤矩阵编辑为单轴模式块循环矩阵；将多轴模式块循环矩阵和单轴模式块循环矩阵合并得到模式块循环矩阵；将模式块循环矩阵进行统计后设定模式块循环矩阵的总循环次数；完成循环后得到模式块循环矩阵。上述方法需要多轴向载荷，仅适用于多轴向载荷的高端实验设备，同时需要大量的的块循环次数。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供一种在保证准确度的前提下，将实际的路谱载荷转化为一般的台架实验设备就能实现加载的单轴向多级定幅、定频载荷，具体包括如下步骤：
步骤一、确认各路段实际的路谱数据；
步骤二、对步骤一中各路段的路谱数据按整车可靠性试验规范进行编排并外推得到新路谱数据；
步骤三、将台架试验目标的材料属性S-N曲线代入步骤二的新路谱数据中计算伪损伤值D1；
步骤四、将步骤二中得到的新路谱数据进行雨流计数统计并代入步骤三中使用的材料属性S-N曲线，得到台架实验目标的载荷-伪损伤矩阵；
步骤五、从步骤四离散的载荷-伪损伤矩阵中提取出多级载荷；
步骤六、将提取出的多级载荷按序进行编排，形成载荷时域谱后代入步骤三中使用的材料属性S-N曲线计算伪损伤值D2；
步骤七、将步骤三得到的伪损伤值D1与步骤六得到的伪损伤值D2进行比较，判断D1/D2的值是否位于95%-105%内；若是，则台架试验载荷提取完成，所述台架试验载荷为步骤六中编排后的多级载荷；若不是，则返回步骤五重新提取多级载荷。
进一步的，步骤一中对路谱数据进行确认时，所需要确认的项目包括是否有毛刺、是否有漂移，数据中体现的行驶车速、行驶里程等是否达到整车可靠性试验规范中的要求；若路谱数据存在毛刺，则需删除掉毛刺信号，若路谱数据存在漂移，则需将漂移数据偏移，若行驶里程超出，则需要进行截断处理，若行驶车速不满足要求或行驶里程不够，则数据不可用，需重新采集。
进一步的，步骤三中的台架试验目标既可以是单个零部件，也可以是包含多个零部件的系统，当台架试验目标为系统时，材料属性S-N曲线为该台架试验中材料性能最低的实验目标的材料属性S-N曲线，并且在系统试验前需要排除系统阻尼特性对试验结果的影响，如有减振器参与试验，则需将减振器放油处理。
进一步的，步骤五中提取多级载荷的步骤包括：
S1、将步骤三中所述的载荷-伪损伤矩阵划分损伤值量级；
S2、分别计算每个损伤值量级的损伤平均值`F；
S3、分别计算各损伤量级中损伤平均值`F与实际损伤值差值的绝对值|F|；
S4、选取S1中的多个连续的损伤值量级，并从所选取的损伤值量级中分别选取一个损伤值F，所选取的所有损伤值F所对应的载荷为多级载荷；其中损伤值F的选取按绝对值|F|从小至大的顺序选取。
有益效果，本发明提取的分级载荷为单轴向载荷，不仅能够适用于多轴向加载的高端实验设备，还适用于不可以多轴向加载的低端实验设备；同时，本发明将路谱数据直接计算得到的损伤值D1与路谱数据经过雨流计数统计再提取的载荷计算得到的损伤值D2进行比较，提高试验的准确性；本发明还能够依据损伤值量级快速选出合理的分级载荷，有效减少路谱数据处理时间，提高了效率，节省时间成本。
附图说明
图1为路谱载荷生成台架试验载荷流程图；
图2为整车可靠性试验规范中规定的试验路段；
图3为整车可靠性试验规范中规定的各路段试验顺序；
图4为多级载荷提取示意图
图5为多级载荷最大循环次数、试验循环倍数与试验样件数量的关系图。
具体实施方式
为了进一步解释本发明，现提供实施例进行说明，具体的实施步骤如下：
步骤一、依据整车可靠性试验规范中的规定对实验路段的路谱数据进行采集，图2为整车可靠性试验规范中规定的实验路段，首先对每个路段采集3组数据，并对数据进行确认，确认的项目包括是否有毛刺、是否有漂移，数据中体现的行驶车速、行驶里程等是否达到整车可靠性试验规范中的要求，如路谱数据存在毛刺，则需删除掉毛刺信号，如路谱数据存在漂移，则需将漂移数据偏移，如行驶里程超出，则需要进行截断处理，如行驶里程不够，则数据不可用，需重新采集。对每个路段的路谱确认后，从3组数据中选用试验强度较大的1组数据。
步骤二、按照图3整车可靠性试验规范中规定的试验顺序将每路段的路谱数据进行编排，编排后通过循环外推使路谱数据达到试验规范中要求的总试验里程。
步骤三、将台架试验目标的材料属性S-N曲线代入步骤二的新路谱数据中计算伪损伤值D1；上述的台架试验目标既可以是单独的零部件，也可以是包含多个零部件的系统，当台架试验目标为系统时，材料属性S-N曲线为该台架试验中材料性能最低的实验目标的材料属性S-N曲线，并且在系统试验前需要排除系统阻尼特性对试验结果的影响，如有减振器参与试验，则需将减振器放油处理。
步骤四、将步骤二编排后的路谱数据进行雨流计数统计，并代入步骤三中所使用的材料属性S-N曲线，得到零部件的载荷-伪损伤矩阵。在进行雨流数据统计时，首先要确定载荷的离散个数，本实施例中载荷的离散个数为所要提取的多级载荷的4~8倍，如决定从载荷-伪损伤矩阵中提取8级载荷，则雨流计数统计时，路谱载荷应被离散成32~64个。
步骤五、从步骤四离散的载荷-伪损伤矩阵中提取出多级载荷；载荷-损伤矩阵反映某载荷与其在整个路谱中总循环次数下损伤值的对应关系，需将其换算，即将某载荷整个路谱中总循环次数下的损伤值除以总循环次数，可得出某载荷与其单次循环下损伤值的对应关系，从而可依据损伤值量级快速合理地选出多级载荷，如图4可从损伤值量级10E-4,10E-5,10E-6,10E-7,10E-8中各选一种载荷编成5级载荷，如要编成更多级载荷，则可在大损伤量级中多选几种载荷，载荷级数越多，试验精度越高，但如果台架试验设备不具备各级载荷自动切换功能，则会增加试验工程师手动切换各级载荷的工作量。
具体而言步骤五中提取多级载荷的步骤包括：
S1、将步骤三中所述的载荷-伪损伤矩阵划分损伤值量级；
S2、分别计算每个损伤值量级的损伤平均值`F；
S3、分别计算各损伤量级中损伤平均值`F与实际损伤值差值的绝对值|F|；
S4、选取S1中的多个连续的损伤值量级，并从所选取的损伤值量级中分别选取一个损伤值F，所选取的所有损伤值F所对应的载荷为多级载荷；其中损伤值F的选取按绝对值|F|从小至大的顺序选取。
载荷F的选取规则为选取与当前损伤量级下的损伤平均值最为接近的损伤值的对应载荷，以图4单次循环损伤值量级10E-7为例，10E-7量级下的所有载荷损伤平均值为3.72E-7(计算平均值时，0损伤值不被计入其中),而与3.72E-7最为接近的单次循环损伤值为3.83E-7，故其对应的载荷中值405.5，载荷幅值2996。
步骤六、将提取出的多级载荷按序进行编排，形成载荷时域谱后代入步骤三中使用的材料属性S-N曲线计算伪损伤值D2。形成载荷时域谱时，需对各级载荷确定循环频率及循环次数，循环频率根据台架实验设备具体确定，本实施例中于1~4HZ中选取，循环次数按照如下公式计算：
N=Dt/d
其中N为该载荷的计算循环次数，Dt为该载荷所在量级所有载荷的总损伤值，d为该载荷对应的单次循环损伤值。如图4以单次循环损伤值量级10E-7为例，按步骤五选取了该量级下某载荷(对应载荷中值405.5，载荷幅值2996)，该载荷的单次循环损伤值d=3.83E-7.而通过载荷-损伤矩阵可知，该量级下所有载荷（即图4该量级黑框中的所有载荷）的总损伤值Dt为0.011348，故该载荷的计算循环次数N=0.011348/3.83E-7=29700。将多级载荷按序编排成时域谱后代入步骤3使用的材料属性S-N曲线，并计算伪损伤值D2。
步骤七、比较D1，D2，如两者比值在0.95~1.05之间，则认为多级载荷提取合理，于是可将步骤六多级载荷形成的时域谱作为零部件或系统台架试验中的试验载荷。否则将按上述步骤五重新提取多级载荷。
需要进一步说明的是，台架试验只会对一定数量的样本进行试验，以表征零部件或系统的总体样本的可靠度，当台架试验样本较少时，需要加大试验循环倍数，以尽可能的提高潜在失效模式的发生概率，样本数量与试验循环倍数的对应关系按可靠度要求通过公式计算，当可靠度要求99%时，如多级载荷时域谱总循环次数为n,而试验样本数量只有3个，则会对每个样本加大循环次数至4.8*n，所以如果多级载荷时域谱的总循环次数n较多，可能会增加每个样本的试验周期，可参照图5判定单个样本总循环次数是否合理，如超出建议的最大循环次数，则可适当减少多级载荷中小载荷的循环次数，并重新代入步骤3使用的材料属性S-N曲线，计算伪损伤值D2，然后按步骤七确认循环次数减少后的影响。减少循环次数会降低损伤值，当试验周期与损伤值冲突时，需优先保证损伤值。
Claims (5)
1.一种由路谱载荷生成台架试验载荷的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、确认各路段实际的路谱数据；
步骤二、对步骤一中各路段的路谱数据按整车可靠性试验规范进行编排并外推得到新路谱数据；
步骤三、将台架试验目标的材料属性S-N曲线代入步骤二的新路谱数据中计算伪损伤值D1；
步骤四、将步骤二中得到的新路谱数据进行雨流计数统计并代入步骤三中使用的材料属性S-N曲线，得到台架实验目标的载荷-伪损伤矩阵；
步骤五、从步骤四离散的载荷-伪损伤矩阵中提取出多级载荷；
步骤六、将提取出的多级载荷按序进行编排，形成载荷时域谱后代入步骤三中使用的材料属性S-N曲线计算伪损伤值D2；
步骤七、将步骤三得到的伪损伤值D1与步骤六得到的伪损伤值D2进行比较，判断D1/D2的值是否位于95%-105%内；若是，则台架试验载荷提取完成，所述台架试验载荷为多级载荷形成的时域谱；若不是，则返回步骤五重新提取多级载荷。
2.根据权利要求1所述的一种由路谱载荷生成台架试验载荷的方法，其特征在于：所述步骤三中的材料属性S-N曲线为该台架试验中材料性能最低的实验目标的材料属性S-N曲线。
3.根据权利要求1所述的一种由路谱载荷生成台架试验载荷的方法，其特征在于；步骤五中提取多级载荷的步骤包括：
S1、将步骤三中所述的载荷-伪损伤矩阵划分损伤值量级；
S2、分别计算每个损伤值量级的损伤平均值`F；
S3、分别计算各损伤量级中损伤平均值`F与实际损伤值差值的绝对值|F|；
S4、选取S1中的多个连续的损伤值量级，并从所选取的损伤值量级中分别选取一个损伤值F，所选取的所有损伤值F所对应的载荷为多级载荷；其中损伤值F的选取按绝对值|F|从小至大的顺序选取。
4.根据权利要求3所述的一种由路谱载荷生成台架试验载荷的方法，其特征在于；所述S4中所选取的损伤值量级为5~8个。
5.根据权利要求1所述的一种由路谱载荷生成台架试验载荷的方法，其特征在于：所述步骤六中的时域谱包括每个载荷的循环频率和循环次数；所述循环频率为1~4hz；所述循环次数的计算公式为：N=Dt/d；其中N为该载荷的计算循环次数，Dt为该载荷所在量级所有载荷的总损伤值，d为该载荷对应的单次循环损伤值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910855461.XA CN110646216A (zh) | 2019-09-11 | 2019-09-11 | 一种由路谱载荷生成台架试验载荷的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910855461.XA CN110646216A (zh) | 2019-09-11 | 2019-09-11 | 一种由路谱载荷生成台架试验载荷的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110646216A true CN110646216A (zh) | 2020-01-03 |
Family
ID=69010651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910855461.XA Pending CN110646216A (zh) | 2019-09-11 | 2019-09-11 | 一种由路谱载荷生成台架试验载荷的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110646216A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111397917A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-07-10 | 肇庆小鹏汽车有限公司 | 电动汽车逆变器性能测试方法 |
| CN111623997A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-09-04 | 湖南行必达网联科技有限公司 | 车辆试验场的构建方法、装置、电子设备及可读存储介质 |
| CN112051076A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-08 | 重庆理工大学 | 新能源汽车动力总成路谱加载试验方法 |
| CN112051072A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-12-08 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法 |
| CN112100563A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-12-18 | 广州汽车集团股份有限公司 | 多轴载荷等效处理方法、装置、计算机设备和介质 |
| CN114235445A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-25 | 华南理工大学 | 一种基于s变换的隔振器道路载荷谱的时间压缩方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103674571A (zh) * | 2014-01-03 | 2014-03-26 | 重庆市科学技术研究院 | 用于室内台架试验的汽车传动系载荷谱采集、编制方法 |
| CN106886638A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-06-23 | 北京理工大学 | 一种基于核密度估计的履带车辆传动轴载荷谱编制方法 |
| CN108959795A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-12-07 | 上海理工大学 | 一种试验场载荷谱标准化方法 |
-
2019
- 2019-09-11 CN CN201910855461.XA patent/CN110646216A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103674571A (zh) * | 2014-01-03 | 2014-03-26 | 重庆市科学技术研究院 | 用于室内台架试验的汽车传动系载荷谱采集、编制方法 |
| CN106886638A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-06-23 | 北京理工大学 | 一种基于核密度估计的履带车辆传动轴载荷谱编制方法 |
| CN108959795A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-12-07 | 上海理工大学 | 一种试验场载荷谱标准化方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 曹梦颖: ""基于载荷谱的橡胶衬套台架疲劳试验方法研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111397917A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-07-10 | 肇庆小鹏汽车有限公司 | 电动汽车逆变器性能测试方法 |
| CN111623997A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-09-04 | 湖南行必达网联科技有限公司 | 车辆试验场的构建方法、装置、电子设备及可读存储介质 |
| CN111623997B (zh) * | 2020-05-26 | 2022-04-15 | 湖南行必达网联科技有限公司 | 车辆试验场的构建方法、装置、电子设备及可读存储介质 |
| CN112051072A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-12-08 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法 |
| CN112051076A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-08 | 重庆理工大学 | 新能源汽车动力总成路谱加载试验方法 |
| CN112100563A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-12-18 | 广州汽车集团股份有限公司 | 多轴载荷等效处理方法、装置、计算机设备和介质 |
| CN112100563B (zh) * | 2020-09-11 | 2024-04-19 | 广州汽车集团股份有限公司 | 多轴载荷等效处理方法、装置、计算机设备和介质 |
| CN114235445A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-25 | 华南理工大学 | 一种基于s变换的隔振器道路载荷谱的时间压缩方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110646216A (zh) | 一种由路谱载荷生成台架试验载荷的方法 | |
| CN109033709B (zh) | 基于非线性疲劳损伤累积理论的构件疲劳寿命评估方法 | |
| CN107560845B (zh) | 一种齿轮箱故障诊断建立方法及装置 | |
| US5179699A (en) | Partitioning of sorted lists for multiprocessors sort and merge | |
| CN111797567A (zh) | 一种基于深度学习网络的轴承故障分类方法及系统 | |
| CN112948982B (zh) | 重复使用火箭发动机推力室可靠性分析方法和装置 | |
| CN108036908A (zh) | 一种基于真实路谱的电动汽车电池包随机振动疲劳加速方法 | |
| CN105958603A (zh) | 一种电池的充电方法和装置 | |
| CN111950094B (zh) | 一种多载荷疲劳寿命约束的拓扑优化方法 | |
| CN112729865B (zh) | 一种叉车车架疲劳寿命台架试验的程序载荷谱编制方法 | |
| CN111177930B (zh) | 基于混合序列的航空发动机系统辨识建模方法 | |
| CN105259410A (zh) | 一种强噪声干扰下的欠采样波形的频率估计方法及其装置 | |
| CN115130495A (zh) | 一种滚动轴承故障预测方法及系统 | |
| CN105117430A (zh) | 一种基于等价类的重复任务过程发现方法 | |
| CN115576840A (zh) | 基于机器学习的静态程序插桩检测方法及装置 | |
| Stern et al. | Combining state space caching and hash compaction | |
| CN106845799B (zh) | 一种电池储能系统典型工况的评估方法 | |
| CN100427902C (zh) | 多路激光系统功率平衡参数测量处理装置及功率平衡方法 | |
| Zhao | Start-up demonstration tests for products with start-up delay | |
| CN107145694B (zh) | 基于rbf神经网络的连续旋转爆轰燃烧室增压比预测方法 | |
| CN110287619A (zh) | 一种多轴随机载荷疲劳寿命预测方法 | |
| Wang et al. | A fault diagnosis method for automaton based on morphological component analysis and ensemble empirical mode decomposition | |
| CN109710314A (zh) | 一种基于图结构分布式并行模式构建图的方法 | |
| CN116595654B (zh) | 一种基于遗传算法的多轴疲劳试验谱编制方法 | |
| CN116029145B (zh) | 一种基于主通道可变的多轴雨流计数方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200103 |