CN110849633B - 一种多通道台架迭代方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多通道台架迭代方法及装置，该方法包括：采集目标道路的路谱以及目标悬架结构件预设区域的应变信号，路谱为表征目标道路路面不平度的载荷时域信号；以有限元方法对载荷时域信号和应变信号进行应变对标迭代，得到新载荷时域信号；将新载荷时域信号确定为多通道台架的驱动信号。本发明以有限元方法对路谱以应变信号进行应变对标迭代，从而快速有效地构造出多通道台架试验的驱动信号。这就可以消除由于多通道台架试验额外引入的约束导致与路试的差异，保证台架损伤与路试的一致性，极大降低了试验迭代周期。

Description

一种多通道台架迭代方法及装置

技术领域

本发明涉及多通道台架试验技术领域，更具体地说，涉及一种多通道台架迭代方法及装置。

背景技术

路谱，指的是反映路面不平度的载荷时域信号。为准确预测汽车零部件在道路试验(以下简称路试)中的疲劳寿命，一般会将路谱运用到多通道台架试验中。而由于多通道台架试验采用约束反力方式固定悬架结构，与实际路试中车辆浮动存在差异，因此需要反复迭代才能确保台架损伤与路试一致。

现阶段，多通道台架试验的迭代主要通过对标路试中采集的应变信号来反复修正台架液压驱动信号，以保证多通道台架试验所产生的应变与路试所产生的应变一致。但这种方法的试验周期长，一般迭代一个周期至少需要半个月以上，导致成本高、资源利用率低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种多通道台架迭代方法及装置，技术方案如下：

一种多通道台架迭代方法，包括：

采集目标道路的路谱以及目标悬架结构件预设区域的应变信号，所述路谱为表征所述目标道路路面不平度的载荷时域信号；

以有限元方法对所述载荷时域信号和所述应变信号进行应变对标迭代，得到新载荷时域信号；

将所述新载荷时域信号确定为多通道台架的驱动信号。

优选的，所述采集目标悬架结构件预设区域的应变信号，包括：

采集多组目标悬架结构件预设区域的第一应变信号；

处理多组所述第一应变信号，得到第二应变信号；

将所述第二应变信号确定为所述预设区域的应变信号。

优选的，所述以有限元方法对所述载荷时域信号和所述应变信号进行应变对标迭代，得到新载荷时域信号，包括：

按照多通道试验约束方式建立有限元模型；

将单位载荷时域信号作为所述有限元模型的当前输入信号；

在所述预设区域施加虚拟应变片，以使所述有限元模型输出当前虚拟应变信号；

判断所述当前虚拟应变信号和所述虚拟应变信号的差量是否小于预先设置的差量阈值；

若所述差量小于所述差量阈值，将所述当前输入信号确定为新载荷时域信号；

若所述差量不小于所述差量阈值，对所述单位载荷时域信号进行迭代处理得到当前输入信号，并返回执行所述在所述预设区域施加虚拟应变片，这一步骤。

一种多通道台架迭代装置，包括：采集模块、应变对标迭代模块和确定模块；

所述采集模块，用于采集目标道路的路谱以及目标悬架结构件预设区域的应变信号，所述路谱为表征所述目标道路路面不平度的载荷时域信号；

所述应变对标迭代模块，用于以有限元方法对所述载荷时域信号和所述应变信号进行应变对标迭代，得到新载荷时域信号；

所述确定模块，用于将所述新载荷时域信号确定为多通道台架的驱动信号。

优选的，用于采集目标悬架结构件预设区域的应变信号的所述采集模块，具体用于：

采集多组目标悬架结构件预设区域的第一应变信号；处理多组所述第一应变信号，得到第二应变信号；将所述第二应变信号确定为所述预设区域的应变信号。

优选的，所述应变对标迭代模块，具体用于：

按照多通道试验约束方式建立有限元模型；将单位载荷时域信号作为所述有限元模型的当前输入信号；在所述预设区域施加虚拟应变片，以使所述有限元模型输出当前虚拟应变信号；判断所述当前虚拟应变信号和所述虚拟应变信号的差量是否小于预先设置的差量阈值；若所述差量小于所述差量阈值，将所述当前输入信号确定为新载荷时域信号；若所述差量不小于所述差量阈值，对所述单位载荷时域信号进行迭代处理得到当前输入信号，并返回执行所述在所述预设区域施加虚拟应变片，这一步骤。

相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：

以上本发明提供一种多通道台架迭代方法及装置，以有限元方法对从目标道路采集的路谱以及目标悬架架构件预设区域的应变信号进行应变对标迭代，从而快速有效地构造出多通道台架试验的驱动信号。这就可以消除由于多通道台架试验额外引入的约束导致与路试的差异，保证台架损伤与路试的一致性，极大降低了试验迭代周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的多通道台架迭代方法的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的多通道台架迭代方法的部分方法流程图；

图3为本发明实施例提供的多通道台架迭代方法的另一部分方法流程图；

图4为本发明实施例提供的多通道台架迭代装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种多通道台架迭代方法，该方法的方法流程图如图1所示，包括如下步骤：

S10，采集目标道路的路谱以及目标悬架结构件预设区域的应变信号，所述路谱为表征目标道路路面不平度的载荷时域信号；

本实施例中，利用车辆上所设置的数据采集设备在整车耐久道路试验场采集目标道路的包含轮心力的路谱，因此，载荷时域信号即为轮心力随时间变化的信号。

另外，为采集目标悬架结构件的应变信号，需要将应变片贴于预设区域，在车辆通过目标道路时即可采集反映目标悬架结构局部区域相对变形随时间变化的情况，即应变信号。

在其他一些实施例中，为保证所采集的应变信号的准确性，步骤S10中“采集目标悬架结构件预设区域的应变信号”可以具体采用以下步骤，方法流程图如图2所示：

S101，采集多组目标悬架结构件预设区域的第一应变信号；

本实施例中，多组第一应变信号至少为3组第一应变信号。

S102，处理多组第一应变信号，得到第二应变信号；

本实施例中，可对多组第一应变信号进行平均，或按照预分配权重来处理，得到第二应变信号。

S103，将第二应变信号确定为预设区域的应变信号。

S20，以有限元方法对载荷时域信号和应变信号进行应变对标迭代，得到新载荷时域信号；

本实施例中，有限元方法是一种通过计算机对结构性能进行预测的方法。在实际应用过程中，迭代可由ncode软件自动完成，应变与输入载荷成线性关系，通过不断修正输入载荷来保证约束后的应变情况与实测应变接近一致。

具体实现过程中，步骤S20“以有限元方法对载荷时域信号和应变信号进行应变对标迭代，得到新载荷时域信号”可以具体采用以下步骤，方法流程图如图3所示：

S201，按照多通道试验约束方式建立有限元模型；

本实施例中，多通道试验约束方式为“采用夹具替代车身，通过螺栓将汽车的减振器上端及副车架固定到夹具上”。此外，有限元模型为供数字计算的数字化模型，将CAD三维模型转换为网格模型，即可用于有限元分析。

S202，将单位载荷时域信号作为有限元模型的当前输入信号；

S203，在预设区域施加虚拟应变片，以使有限元模型输出当前虚拟应变信号；

本实施例中，虚拟应变片，作用类似于应变片，可以通过ncode软件根据零件载荷变化推导出虚拟应变信号。

S204，判断当前虚拟应变信号和虚拟应变信号的差量是否小于预先设置的差量阈值；若是，则执行步骤S205；若否，则执行步骤S206；

S205，将当前输入信号确定为新载荷时域信号；

S206，对单位载荷时域信号进行迭代处理得到当前输入信号，并返回执行步骤S203。

本实施例中，本实施例中可按照预设的迭代规则不断修正单位载荷时域信号，比如每次增加指定调整量。当然，还可按照预先设定的输入信号与虚拟应变信号之间的对应关系，直接查找虚拟应变信号为应变信号时的目标输入信号。

S30，将新载荷时域信号确定为多通道台架的驱动信号；

多通道台架一般分为12通道和24通道，其中，通道是指载荷自由度；单个车轮包含3个平动和3和转动，即6个通道，4个车轮共有24个通道。12个通道用于前、后悬架试验，采用夹具替代车身；24通道则是采用整车进行试验。因此，本申请中的多通道台架均为12通道台架。

以上步骤S101～步骤S103仅仅是本发明实施例公开的步骤S10中“采集目标悬架结构件预设区域的应变信号”过程的一种优选的实现方式，有关此过程的具体实现方式可根据自己的需求任意设置，在此不做限定。

以上步骤S201～步骤S206仅仅是本发明实施例公开的步骤S20“以有限元方法对载荷时域信号和应变信号进行应变对标迭代，得到新载荷时域信号”过程的一种优选的实现方式，有关此过程的具体实现方式可根据自己的需求任意设置，在此不做限定。

本发明实施例提供一种多通道台架迭代方法，以有限元方法对从目标道路采集的路谱以及目标悬架架构件预设区域的应变信号进行应变对标迭代，从而快速有效地构造出多通道台架试验的驱动信号。这就可以消除由于多通道台架试验额外引入的约束导致与路试的差异，保证台架损伤与路试的一致性，极大降低了试验迭代周期。

基于上述实施例提供的多通道台架迭代方法，本发明还提供一种多通道台架迭代装置，该装置的结构示意图如图4所示，包括：采集模块10、应变对标迭代模块20和确定模块30；

采集模块10，用于采集目标道路的路谱以及目标悬架结构件预设区域的应变信号，所述路谱为表征目标道路路面不平度的载荷时域信号；

应变对标迭代模块20，用于以有限元方法对载荷时域信号和应变信号进行应变对标迭代，得到新载荷时域信号；

确定模块30，用于将新载荷时域信号确定为多通道台架的驱动信号。

在其他一些实施例中，用于采集目标悬架结构件预设区域的应变信号的采集模块10，具体用于：

采集多组目标悬架结构件预设区域的第一应变信号；处理多组第一应变信号，得到第二应变信号；将第二应变信号确定为预设区域的应变信号。

在其他一些实施例中，应变对标迭代模块20，具体用于：

按照多通道试验约束方式建立有限元模型；将单位载荷时域信号作为有限元模型的当前输入信号；在预设区域施加虚拟应变片，以使有限元模型输出当前虚拟应变信号；判断当前虚拟应变信号和虚拟应变信号的差量是否小于预先设置的差量阈值；若差量小于差量阈值，将当前输入信号确定为新载荷时域信号；若差量不小于差量阈值，对单位载荷时域信号进行迭代处理得到当前输入信号，并返回执行在预设区域施加虚拟应变片，这一步骤。

本发明提供一种多通道台架迭代装置，以有限元方法对从目标道路采集的路谱以及目标悬架架构件预设区域的应变信号进行应变对标迭代，从而快速有效地构造出多通道台架试验的驱动信号。这就可以消除由于多通道台架试验额外引入的约束导致与路试的差异，保证台架损伤与路试的一致性，极大降低了试验迭代周期。

以上对本发明所提供的一种多通道台架迭代方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种多通道台架迭代方法，其特征在于，包括：

利用车辆上所设置的数据采集设备在整车耐久道路试验场采集目标道路的包含轮心力的路谱；所述路谱为表征所述目标道路路面不平度的载荷时域信号，所述载荷时域信号为轮心力随时间变化的信号；

采集目标悬架结构件预设区域的应变信号，所述应变信号是将应变片贴于预设区域，在车辆通过目标道路时采集的反映目标悬架结构局部区域相对变形随时间变化的信号；

以有限元方法对所述载荷时域信号和所述应变信号进行应变对标迭代，得到新载荷时域信号；

将所述新载荷时域信号确定为多通道台架的驱动信号；

所述以有限元方法对所述载荷时域信号和所述应变信号进行应变对标迭代，得到新载荷时域信号，包括：

按照多通道试验约束方式建立有限元模型；

将单位载荷时域信号作为所述有限元模型的当前输入信号；

在所述预设区域施加虚拟应变片，以使所述有限元模型输出当前虚拟应变信号；

判断所述当前虚拟应变信号和所述虚拟应变信号的差量是否小于预先设置的差量阈值；

若所述差量小于所述差量阈值，将所述当前输入信号确定为新载荷时域信号；

若所述差量不小于所述差量阈值，对所述当前输入信号进行迭代处理得到当前输入信号，并返回执行所述在所述预设区域施加虚拟应变片，这一步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集目标悬架结构件预设区域的应变信号，包括：

采集多组目标悬架结构件预设区域的第一应变信号；

处理多组所述第一应变信号，得到第二应变信号；

将所述第二应变信号确定为所述预设区域的应变信号。

3.一种多通道台架迭代装置，其特征在于，包括：采集模块、应变对标迭代模块和确定模块；

所述采集模块，用于利用车辆上所设置的数据采集设备在整车耐久道路试验场采集目标道路的包含轮心力的路谱；所述路谱为表征所述目标道路路面不平度的载荷时域信号，所述载荷时域信号为轮心力随时间变化的信号；采集目标悬架结构件预设区域的应变信号，所述应变信号是将应变片贴于预设区域，在车辆通过目标道路时采集的反映目标悬架结构局部区域相对变形随时间变化的信号；

所述应变对标迭代模块，用于以有限元方法对所述载荷时域信号和所述应变信号进行应变对标迭代，得到新载荷时域信号；

所述确定模块，用于将所述新载荷时域信号确定为多通道台架的驱动信号；

所述应变对标迭代模块，具体用于：

按照多通道试验约束方式建立有限元模型；将单位载荷时域信号作为所述有限元模型的当前输入信号；在所述预设区域施加虚拟应变片，以使所述有限元模型输出当前虚拟应变信号；判断所述当前虚拟应变信号和所述虚拟应变信号的差量是否小于预先设置的差量阈值；若所述差量小于所述差量阈值，将所述当前输入信号确定为新载荷时域信号；若所述差量不小于所述差量阈值，对所述单位载荷时域信号进行迭代处理得到当前输入信号，并返回执行所述在所述预设区域施加虚拟应变片，这一步骤。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，用于采集目标悬架结构件预设区域的应变信号的所述采集模块，具体用于：

采集多组目标悬架结构件预设区域的第一应变信号；处理多组所述第一应变信号，得到第二应变信号；将所述第二应变信号确定为所述预设区域的应变信号。

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