CN111950170B - 获得高精度麦弗逊式前悬架转向节台架试验载荷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了获得高精度麦弗逊式前悬架转向节台架试验载荷的方法，包括：建立麦弗逊式前悬架转向节的有限元模型；分析耐久工况应力响应，获取单位载荷应力响应；基于转向节材料信息、道路试验载荷谱信息和单位载荷应力响应，获得转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤；确定单轴耐久载荷谱的加载位置和加载方向，获取单轴耐久工况应力响应；基于转向节材料信息、道路试验载荷谱信息和单轴耐久工况应力响应，获得转向节结构的单轴耐久疲劳损伤；根据损伤等效原理确定单轴耐久载荷谱。本发明应用CAE技术提高麦弗逊式前悬架转向节台架试验耐久载荷谱精度，消除零部件结构的S‑N曲线对载荷提取精度的影响。

Description

获得高精度麦弗逊式前悬架转向节台架试验载荷的方法
技术领域
本发明属于汽车零部件结构耐久仿真分析领域，具体涉及基于获得高精度麦弗逊式前悬架转向节台架试验载荷的方法。
背景技术
转向节的开发需要进行耐久性CAE(计算机辅助工程)仿真计算和试验验证，试验一般分为“道路试验”和“台架试验”，台架试验相比于道路试验相比，具有试验方法简单、场地面积及设备要求较低、试验周期短等优势，并贯穿整个耐久性开发过程，因此，精确的台架试验载荷谱对于支撑结构开发及轻量化设计有重要意义。
针对于麦弗逊式前悬架转向节，悬架形式确定后转向节的主要承载特点一致及危险位置较统一，因此，台架试验载荷谱的加载方向比较明确，剩下的主要问题在于确定载荷谱的大小和循环次数。
转向节的台架试验载荷谱基于道路试验载荷谱进行转化，主要基于材料的应力-寿命曲线，通常称为S-N曲线。
现有技术中，台架试验载荷谱转化方法主要是两种：
第一种是进行零部件S-N曲线测试，本方法对于产品开发成本过高，且不能考虑加工成型的转向节不同位置的疲劳特性不一致性，因此实际操作的意义不大；
第二种是采用经验获得的S-N曲线，本方法由于经验获得的S-N曲线精度偏低，会导致载荷谱的精度偏低，不利于产品的轻量化设计。
综上所述，目前麦弗逊式前悬架转向节台架耐久试验载荷谱为一种等幅耐久载荷谱，其提取遇到的主要问题是，载荷谱精度主要受到零部件的S-N曲线制约。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明公开了一种获得高精度麦弗逊式前悬架转向节台架试验载荷的方法，本发明应用CAE技术提高麦弗逊式前悬架转向节台架试验耐久载荷谱精度，消除零部件结构的S-N曲线对载荷提取精度的影响。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：
获得高精度麦弗逊式前悬架转向节台架试验载荷的方法，所述方法基于计算机辅助工程技术，具体过程如下：
A1：确定转向节材料信息、道路试验载荷谱信息以及载荷通道对应的加载位置，并建立麦弗逊式前悬架转向节的有限元模型；
A2：进行耐久工况应力响应分析，获取每个载荷谱通道对应的单位载荷应力响应；
A3：基于转向节材料信息、道路试验载荷谱信息和每个载荷谱通道对应的单位载荷应力响应，获得转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤；
A4：确定单轴耐久载荷谱的加载位置和加载方向，并在麦弗逊式前悬架转向节的有限元模型上更新载荷后，进行耐久工况应力响应分析，获取每个载荷谱通道对应的单轴耐久工况应力响应；
A5：基于转向节材料信息、道路试验载荷谱信息和每个载荷谱通道对应的单轴耐久工况应力响应，获得转向节结构的单轴耐久疲劳损伤；
A6：根据损伤等效原理确定每个载荷谱通道对应的单轴耐久载荷谱的循环次数和对应的载荷条件。
进一步地，所述步骤A1中：
所述转向节材料信息包括：转向节材料的弹性模量和泊松比；
载荷通道对应的加载位置包括：下控制臂连接点、转向拉杆连接点和减振器连接点；
更进一步地，所述建立麦弗逊式前悬架转向节的有限元模型的过程为：
采用有限元前处理软件划分麦弗逊式前悬架转向节的有限元网格，保证转向节位置与实车位置一致，定义转向节材料的弹性模量和泊松比，在轮心位置施加边界条件，在包括下控制臂连接点、转向拉杆连接点和减振器连接点在内载荷通道加载位置施加单位载荷，建立麦弗逊式前悬架转向节的有限元模型。
更进一步地，所述步骤A2中：
将所述步骤A1中建立的麦弗逊式前悬架转向节的有限元模型，导入有限元软件中，通过线弹性静强度分析方法分析耐久工况应力响应，计算获得每个载荷谱通道对应的单位载荷应力场；
进一步地，将转向节材料信息、道路试验载荷谱信息和每个载荷谱通道对应的单位载荷应力响应输入至疲劳软件中，利用基于Miner法则的损伤线性叠加理论，求解获得转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤；
所述转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤包括：
下控制臂连接区域道路试验最大损伤、转向拉杆连接区域道路试验最大损伤、减振器连接区域道路试验最大损伤。
更进一步地，所述步骤A4中，仅在麦弗逊式前悬架转向节的有限元模型的一个加载位置施加更新的单轴载荷，并将施加更新载荷后的弗逊式前悬架转向节的有限元模型，导入有限元软件中，通过线弹性静强度分析方法分析耐久工况应力响应，计算获得每个载荷谱通道对应的单轴耐久工况应力响应。
更进一步地，所述步骤A5中，分别将每个载荷谱通道对应的单轴耐久工况应力响应、转向节材料信息和道路试验载荷谱信息输入至疲劳软件中，在疲劳软件中设置疲劳类型为“等幅疲劳耐久”，定义循环次数，利用基于Miner法则的损伤线性叠加理论，求解获得转向节结构的单轴耐久疲劳损伤。
进一步地，所述步骤A6的具体过程如下：
判断转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤与转向节结构的单轴耐久疲劳损伤是否相等；
若相等，则判定循环次数下的等幅台架载荷谱与道路试验载荷谱考核等效，确定对应的单轴耐久载荷谱的循环次数，载荷及载荷方向；
若不相等，则判定循环次数下的等幅台架载荷谱与道路试验载荷谱考核不等效，采用修正循环次数或修正载荷的方式进行载荷谱修正。
更进一步地，所述修正循环次数的过程如下：
修正循环次数为：循环次数×(转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤/转向节结构的单轴耐久疲劳损伤),并重复所述步骤A5，重新计算转向节结构的单轴耐久疲劳损伤，直至转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤与转向节结构的单轴耐久疲劳损伤相等。
更进一步地，所述调整载荷大小的过程如下：
若转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤＞转向节结构的单轴耐久疲劳损伤，载荷修正为：大修正系数×循环次数下的等幅台架载荷，其中，1＜大修正系数＜2；
若转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤＜转向节结构的单轴耐久疲劳损伤，载荷修正为：小修正系数×循环次数下的等幅台架载荷，其中，0＜小修正系数＜1；
并重复上述步骤A5，重新计算转向节结构的单轴耐久疲劳损伤，直至转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤与转向节结构的单轴耐久疲劳损伤相等。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明所述获得高精度麦弗逊式前悬架转向节台架试验载荷的方法，取消了现有技术中转向节材料测试和载荷谱迭代过程，并消除了零部件结构的应力-寿命曲线对载荷提取精度的影响，有效提高了麦弗逊式前悬架转向节耐久试验载荷精度。
附图说明
图1为本发明所述获得高精度麦弗逊式前悬架转向节台架试验载荷的方法的流程框图；
图2为麦弗逊式前悬架转向节结构及加载点示意图。
具体实施方式
为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
本发明公开了一种获得高精度麦弗逊式前悬架转向节台架试验载荷的方法，本发明所述方法基于CAE(计算机辅助工程)技术，如图1所示，所述方法步骤如下：
A1：确定转向节材料信息、道路试验载荷谱信息以及载荷通道对应的加载位置，并建立麦弗逊式前悬架转向节的有限元模型；
本步骤A1中，所述转向节材料信息包括：转向节材料的弹性模量E和泊松比μ；
所述道路试验载荷谱信息通过预先的道路试验获得；
载荷通道对应的加载位置，如图2所示，包括：下控制臂连接点2、转向拉杆连接点3和减振器连接点4；
本步骤A1中，利用CAE技术，采用有限元前处理软件划分麦弗逊式前悬架转向节的有限元网格，保证转向节位置与实车位置一致，定义转向节材料的弹性模量E和泊松比μ，如图2所示，在轮心位置1施加边界条件，在包括下控制臂连接点2、转向拉杆连接点3和减振器连接点4在内载荷通道加载位置施加单位载荷，建立麦弗逊式前悬架转向节的有限元模型；
A2：进行耐久工况应力响应分析，获取每个载荷谱通道对应的单位载荷应力响应；
本步骤A2中，将上述步骤A1中建立的麦弗逊式前悬架转向节的有限元模型，导入现有的商业有限元软件中，通过线弹性静强度分析方法分析耐久工况应力响应，计算获得每个载荷谱通道对应的单位载荷应力场S；
所述现有的商业有限元软件包括：ABAQUS软件、NASTRAN软件；
在上述步骤A2中，若转向节中应力较大位置网格尺寸较大，则应重新进行步骤A1和步骤A2，并在步骤一中，针对转向节应力较大位置细化网格，以提高应力分析精度；
A3：基于转向节材料信息、道路试验载荷谱信息和每个载荷谱通道对应的单位载荷应力响应，获得转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤；
本步骤A3中，将转向节材料信息、道路试验载荷谱信息和每个载荷谱通道对应的单位载荷应力响应输入至现有的商业疲劳软件中，利用基于Miner法则的损伤线性叠加理论，求解获得转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤；
所述商业疲劳软件包括：FEMFAT软件、FE-SAFE软件；
利用基于Miner法则的损伤线性叠加理论，转向节的耐久损伤叠加公式如下：
Figure BDA0002567940570000071
上述转向节的耐久损伤叠加公式中：
D为结构损伤；
M为应力损伤级数；
ni为第i级水平载荷的循环数；
Ni为第i级水平载荷的疲劳寿命；
(1/Ni)为第i级水平载荷一个循环周期内产生的累计损伤；
本步骤A3中，获得转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤包括：
下控制臂连接区域道路试验最大损伤值D1、转向拉杆连接区域道路试验最大损伤值D2、减振器连接区域道路试验最大损伤值D3；
A4：确定单轴耐久载荷谱的加载位置和加载方向，并在麦弗逊式前悬架转向节的有限元模型上更新载荷后，进行耐久工况应力响应分析，获取每个载荷谱通道对应的单轴耐久工况应力响应；
本步骤A4中，加载位置为：下控制臂连接点2，获取单轴耐久工况应力响应的过程如下：
由于转向节在下控制臂连接点2处载荷有两个方向，分别为沿整车纵向(即整车X轴方向)和沿整车侧向(即整车Y轴方向)的载荷；
当在下控制臂连接点2施加沿整车纵向载荷时，由于下控制臂连接点2的载荷为正反双方向载荷，故：
一方面，仅在弗逊式前悬架转向节的有限元模型的下控制臂连接点2更新施加沿整车纵向的载荷F11，取消施加在包括：下控制臂连接点2沿整车侧向、转向拉杆连接点3和减振器连接点4在内的其余载荷，并将施加更新载荷后的弗逊式前悬架转向节的有限元模型，导入现有的商业有限元软件中，通过线弹性静强度分析方法分析耐久工况应力响应，计算获得第一下控制臂连接点单轴耐久工况纵向应力场S111；
另一方面，仅在弗逊式前悬架转向节的有限元模型的下控制臂连接点2更新施加沿整车纵向的载荷-F11，取消施加在包括：下控制臂连接点2沿整车侧向、转向拉杆连接点3和减振器连接点4在内的其余载荷，并将施加更新载荷后的弗逊式前悬架转向节的有限元模型，导入现有的商业有限元软件中，通过线弹性静强度分析方法分析耐久工况应力响应，计算获得第二下控制臂连接点单轴耐久工况纵向应力场S112；
上述第一下控制臂连接点单轴耐久工况纵向应力场S111与第二下控制臂连接点单轴耐久工况纵向应力场S112的获取过程不分先后；
当在下控制臂连接点2施加沿整车侧向载荷时，由于下控制臂连接点2的载荷为正反双方向载荷，故：
一方面，仅在弗逊式前悬架转向节的有限元模型的下控制臂连接点2更新施加沿整车侧向的载荷F12，取消施加在包括：下控制臂连接点2沿整车纵向、转向拉杆连接点3和减振器连接点4在内的其余载荷，并将施加更新载荷后的弗逊式前悬架转向节的有限元模型，导入现有的商业有限元软件中，通过线弹性静强度分析方法分析耐久工况应力响应，计算获得第一下控制臂连接点单轴耐久工况侧向应力场S121；
另一方面，仅在弗逊式前悬架转向节的有限元模型的下控制臂连接点2更新施加沿整车侧向的载荷-F12，取消施加在包括：下控制臂连接点2沿整车纵向、转向拉杆连接点3和减振器连接点4在内的其余载荷，并将施加更新载荷后的弗逊式前悬架转向节的有限元模型，导入现有的商业有限元软件中，通过线弹性静强度分析方法分析耐久工况应力响应，计算获得第二下控制臂连接点单轴耐久工况侧向应力场S122；
上述第一下控制臂连接点单轴耐久工况侧向应力场S121和第二下控制臂连接点单轴耐久工况侧向应力场S122的获取过程不分先后；
本步骤A4中，加载位置为：转向拉杆连接点3，获取单轴耐久工况应力响应的过程如下：
由于转向节在转向拉杆连接点3处载荷仅有沿转向拉杆轴向一个方向，且转向拉杆连接点3的载荷为正反双方向载荷，故：
一方面，当在转向拉杆连接点3施加载荷时，仅在弗逊式前悬架转向节的有限元模型的转向拉杆连接点3更新施加沿转向拉杆轴向的载荷F2，取消施加在包括：下控制臂连接点2和减振器连接点4在内的其余载荷，并将施加更新载荷后的弗逊式前悬架转向节的有限元模型，导入现有的商业有限元软件中，通过线弹性静强度分析方法分析耐久工况应力响应，计算获得第一转向拉杆连接点单轴耐久工况应力场S21；
另一方面，当在转向拉杆连接点3施加载荷时，仅在弗逊式前悬架转向节的有限元模型的转向拉杆连接点3更新施加沿转向拉杆轴向的载荷-F2，取消施加在包括：下控制臂连接点2和减振器连接点4在内的其余载荷，并将施加更新载荷后的弗逊式前悬架转向节的有限元模型，导入现有的商业有限元软件中，通过线弹性静强度分析方法分析耐久工况应力响应，计算获得第二转向拉杆连接点单轴耐久工况应力场S22；
上述第一转向拉杆连接点单轴耐久工况应力场S21和第二转向拉杆连接点单轴耐久工况应力场S22的获取过程不分先后；
本步骤A4中，加载位置为：减振器连接点4，获取单轴耐久工况应力响应的过程如下：
由于转向节在减振器连接点4处载荷仅有沿减振器轴向一个方向，且减振器连接点4的载荷特点为单方向载荷，故：
当在减振器连接点4施加载荷时，仅在弗逊式前悬架转向节的有限元模型的减振器连接点4更新施加沿减振器轴向的载荷F3，取消施加在包括：下控制臂连接点2和转向拉杆连接点3在内的其余载荷，并将施加更新载荷后的弗逊式前悬架转向节的有限元模型，导入现有的商业有限元软件中，通过线弹性静强度分析方法分析耐久工况应力响应，计算获得减振器连接点单轴耐久工况应力场S3；
A5：基于转向节材料信息、道路试验载荷谱信息和每个载荷谱通道对应的单轴耐久工况应力响应，获得转向节结构的单轴耐久疲劳损伤；
本步骤A5中，转向节的下控制臂连接点2的台架试验单轴耐久疲劳损伤包括：下控制臂连接区域纵向台架试验最大损伤D11’和下控制臂连接区域侧向台架试验最大损伤D12’；
获取下控制臂连接区域纵向台架试验最大损伤D11’的过程如下：
将第一下控制臂连接点单轴耐久工况纵向应力场S111、第二下控制臂连接点单轴耐久工况纵向应力场S112、转向节材料信息和道路试验载荷谱信息输入至现有的商业疲劳软件中，在商业疲劳软件中设置疲劳类型为“等幅疲劳耐久”，定义循环次数为N11，利用基于Miner法则的损伤线性叠加理论，求解获得下控制臂连接区域纵向台架试验最大损伤D11’；
获取下控制臂连接区域纵向台架试验最大损伤D12’的过程如下：
将第一下控制臂连接点单轴耐久工况侧向应力场S121、第二下控制臂连接点单轴耐久工况侧向应力场S122、转向节材料信息和道路试验载荷谱信息输入至现有的商业疲劳软件中，在商业疲劳软件中设置疲劳类型为“等幅疲劳耐久”，定义循环次数为N12，利用基于Miner法则的损伤线性叠加理论，求解获得下控制臂连接区域纵向台架试验最大损伤D12’；
本步骤A5中，转向节的转向拉杆连接点3的转向拉杆连接区域台架试验单轴耐久疲劳损伤D2’的获取过程如下：
将第一转向拉杆连接点单轴耐久工况应力场S21、第二转向拉杆连接点单轴耐久工况应力场S22、转向节材料信息和道路试验载荷谱信息输入至现有的商业疲劳软件中，在商业疲劳软件中设置疲劳类型为“等幅疲劳耐久”，定义循环次数为N2，利用基于Miner法则的损伤线性叠加理论，求解获得转向拉杆连接区域台架试验单轴耐久疲劳损伤D2’；
本步骤A5中，转向节的减振器连接点4的减振器连接区域台架试验单轴耐久疲劳损伤D3’的获取过程如下：
将减振器连接点单轴耐久工况应力场S3、转向节材料信息和道路试验载荷谱信息输入至现有的商业疲劳软件中，在商业疲劳软件中设置疲劳类型为“等幅疲劳耐久”，定义循环次数为N3，利用基于Miner法则的损伤线性叠加理论，求解获得减振器连接区域台架试验单轴耐久疲劳损伤D3’；
本步骤A5中，所述“等幅疲劳耐久”是一种疲劳类型，等幅疲劳耐久的每一个循环的载荷上限和载荷下限都相等，等幅载荷耐久是为了与前述步骤中的道路试验载荷谱区分，道路试验载荷谱则是一种非等幅随机疲劳耐久载荷谱
A6：根据损伤等效原理确定每个载荷谱通道对应的单轴耐久载荷谱的循环次数和对应的载荷条件；
本步骤S6中，损伤等效原理公式如下：
Figure BDA0002567940570000111
上述损伤等效原理公式中：
m为道路载荷谱应力损伤级数；
ni为道路载荷谱第i级水平载荷的循环次数；
(1/Ni)为道路载荷谱第i级水平载荷一个循环周期内产生的累计损伤；
nj为第j级单轴耐久载荷的循环次数，
(1/Nj)为第j级单轴耐久载荷一个循环周期内产生的累计损伤；
kj代表调节系数；
(kjnj)代表与道路载荷谱耐久等效损伤条件下第j级单轴耐久载荷谱的循环次数；
根据所述损伤等效原理，确定每个载荷谱通道对应的单轴耐久载荷谱的循环次数和对应的载荷条件，其中：
下控制臂连接区域纵向台架试验最大损伤D11’与下控制臂连接区域道路试验最大损伤值D1等效；
下控制臂连接区域侧向台架试验最大损伤D12’与下控制臂连接区域道路试验最大损伤值D1等效；
转向拉杆连接区域台架试验单轴耐久疲劳损伤D2’与转向拉杆连接区域道路试验最大损伤值D2等效；
减振器连接区域台架试验单轴耐久疲劳损伤D3’与减振器连接区域道路试验最大损伤值D3等效；
具体过程如下：
判断转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤Dx(x＝11,12,2,3)与转向节结构的单轴耐久疲劳损伤Dx’(y＝11,12,2,3)是否相等，其中，D11＝D12＝D1；
若Dx＝Dx’，则判定循环次数Ny(y＝11,12,2,3)下的等幅台架载荷谱[Fz,-Fz](z＝11,12,2,3)与道路试验载荷谱考核等效，即确定对应的单轴耐久载荷谱的循环次数为Nz，载荷为[Fn,-Fn]，载荷方向为转向节对应的加载位置相应的加载方向；
若Dx≠Dx’，则判定循环次数Ny(y＝11,12,2,3)下的等幅台架载荷谱[Fz,-Fz]与道路试验载荷谱考核不等效，可以采用调整循环次数或调整载荷的方式进行载荷谱修正；
所述调整循环次数的过程如下：
修正循环次数为：Ny×(Dx/Dx’),并重复上述步骤A5，重新计算转向节结构的单轴耐久疲劳损伤Dx’，直至Dx＝Dx’；
所述调整载荷大小的过程如下：
若Dx＞Dx’，载荷修正为1.2×Fz；若Dx＜Dx’，载荷修正为0.8×Fz；并重复上述步骤A5，重新计算转向节结构的单轴耐久疲劳损伤Dx’，直至Dx＝Dx’；
根据上述过程，本步骤A6中，以转向节下控制臂连接点等效台架试验纵向载荷谱为例，确定转向节下控制臂连接点等效台架试验纵向单轴耐久载荷谱的循环次数和对应的载荷条件的具体过程如下：
判断下控制臂连接区域道路试验最大损伤值D1与下控制臂连接区域纵向台架试验最大损伤D11’是否相等；
若D1＝D11’，则判定循环次数N1下的等幅台架载荷谱[F11,-F11]与道路试验载荷谱考核等效，即确定对应的单轴耐久载荷谱的循环次数为N1，载荷为[F11,-F11]，载荷方向为整车纵向；
若D1≠D11’，则判定循环次数N1下的等幅台架载荷谱[F11,-F11]与道路试验载荷谱考核不等效，可以采用调整循环次数或调整载荷的方式进行载荷谱修正；
所述调整循环次数的过程如下：
修正循环次数为：N1×(D1/D11’),并重复上述步骤A5，重新计算转向节结构的单轴耐久疲劳损伤D11’，直至D1＝D11’；
所述调整载荷次数的过程如下：
若D1＞D11’，载荷修正为1.2×F11；若D1＜D11’，载荷修正为0.8×F11；并重复上述步骤A5，重新计算转向节结构的单轴耐久疲劳损伤D11’，直至D1＝D11’；
与上述过程相类似地：
获得的所述转向节下控制臂连接点等效台架试验侧向单轴耐久载荷谱的循环次数和对应的载荷条件为：
循环次数：N12，载荷：[F12,-F12]，载荷方向：整车侧向；
获得的所述转向节转向拉杆连接点等效台架试验单轴耐久载荷谱的循环次数和对应的载荷条件为：
循环次数：N2，载荷：[F2,-F2]，载荷方向：转向拉杆轴向；
获得的所述转向节减振器连接点等效台架试验单轴耐久载荷谱的循环次数和对应的载荷条件为：
循环次数：N3，载荷：[0,-F3]，载荷方向：减振器轴向。
在上述步骤A5-A6中，应确保循环次数小于50万次，建议最终循环次数确定于10万次左右，确保结构处于高周疲劳过程且确保试验周期较短。
在上述步骤A1-A6中，应确保转向节的最大应力不超过转向节材料的屈服强度极限。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.获得高精度麦弗逊式前悬架转向节台架试验载荷的方法，其特征在于：
所述方法基于计算机辅助工程技术，具体过程如下：
A1：确定转向节材料信息、道路试验载荷谱信息以及载荷通道对应的加载位置，并建立麦弗逊式前悬架转向节的有限元模型；
所述转向节材料信息包括：转向节材料的弹性模量和泊松比；
载荷通道对应的加载位置包括：下控制臂连接点、转向拉杆连接点和减振器连接点；
所述建立麦弗逊式前悬架转向节的有限元模型的过程为：
采用有限元前处理软件划分麦弗逊式前悬架转向节的有限元网格，保证转向节位置与实车位置一致，定义转向节材料的弹性模量和泊松比，在轮心位置施加边界条件，在包括下控制臂连接点、转向拉杆连接点和减振器连接点在内载荷通道加载位置施加单位载荷，建立麦弗逊式前悬架转向节的有限元模型；
A2：进行耐久工况应力响应分析，获取每个载荷谱通道对应的单位载荷应力响应；
A3：基于转向节材料信息、道路试验载荷谱信息和每个载荷谱通道对应的单位载荷应力响应，获得转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤；
A4：确定单轴耐久载荷谱的加载位置和加载方向，并在麦弗逊式前悬架转向节的有限元模型上更新载荷后，进行耐久工况应力响应分析，获取每个载荷谱通道对应的单轴耐久工况应力响应；
A5：基于转向节材料信息、道路试验载荷谱信息和每个载荷谱通道对应的单轴耐久工况应力响应，获得转向节结构的单轴耐久疲劳损伤；
A6：根据损伤等效原理确定每个载荷谱通道对应的单轴耐久载荷谱的循环次数和对应的载荷条件。
2.如权利要求1所述获得高精度麦弗逊式前悬架转向节台架试验载荷的方法，其特征在于：
所述步骤A2中：
将所述步骤A1中建立的麦弗逊式前悬架转向节的有限元模型，导入有限元软件中，通过线弹性静强度分析方法分析耐久工况应力响应，计算获得每个载荷谱通道对应的单位载荷应力场。
3.如权利要求1所述获得高精度麦弗逊式前悬架转向节台架试验载荷的方法，其特征在于：
将转向节材料信息、道路试验载荷谱信息和每个载荷谱通道对应的单位载荷应力响应输入至疲劳软件中，利用基于Miner法则的损伤线性叠加理论，求解获得转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤；
所述转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤包括：
下控制臂连接区域道路试验最大损伤、转向拉杆连接区域道路试验最大损伤、减振器连接区域道路试验最大损伤。
4.如权利要求1或3所述获得高精度麦弗逊式前悬架转向节台架试验载荷的方法，其特征在于：
所述步骤A4中，仅在麦弗逊式前悬架转向节的有限元模型的一个加载位置施加更新的单轴载荷，并将施加更新载荷后的弗逊式前悬架转向节的有限元模型，导入有限元软件中，通过线弹性静强度分析方法分析耐久工况应力响应，计算获得每个载荷谱通道对应的单轴耐久工况应力响应。
5.如权利要求4所述获得高精度麦弗逊式前悬架转向节台架试验载荷的方法，其特征在于：
所述步骤A5中，分别将每个载荷谱通道对应的单轴耐久工况应力响应、转向节材料信息和道路试验载荷谱信息输入至疲劳软件中，在疲劳软件中设置疲劳类型为“等幅疲劳耐久”，定义循环次数，利用基于Miner法则的损伤线性叠加理论，求解获得转向节结构的单轴耐久疲劳损伤。
6.如权利要求1所述获得高精度麦弗逊式前悬架转向节台架试验载荷的方法，其特征在于：
所述步骤A6的具体过程如下：
判断转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤与转向节结构的单轴耐久疲劳损伤是否相等；
若相等，则判定循环次数下的等幅台架载荷谱与道路试验载荷谱考核等效，确定对应的单轴耐久载荷谱的循环次数，载荷及载荷方向；
若不相等，则判定循环次数下的等幅台架载荷谱与道路试验载荷谱考核不等效，采用修正循环次数或修正载荷的方式进行载荷谱修正。
7.如权利要求6所述获得高精度麦弗逊式前悬架转向节台架试验载荷的方法，其特征在于：
所述修正循环次数的过程如下：
修正循环次数为：循环次数×(转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤/转向节结构的单轴耐久疲劳损伤),并重复所述步骤A5，重新计算转向节结构的单轴耐久疲劳损伤，直至转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤与转向节结构的单轴耐久疲劳损伤相等。
8.如权利要求6所述获得高精度麦弗逊式前悬架转向节台架试验载荷的方法，其特征在于：
所述修正载荷的过程如下：
若转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤＞转向节结构的单轴耐久疲劳损伤，载荷修正为：大修正系数×循环次数下的等幅台架载荷，其中，1＜大修正系数＜2；
若转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤＜转向节结构的单轴耐久疲劳损伤，载荷修正为：小修正系数×循环次数下的等幅台架载荷，其中，0＜小修正系数＜1；
并重复上述步骤A5，重新计算转向节结构的单轴耐久疲劳损伤，直至转向节结构的道路试验载荷谱耐久疲劳损伤与转向节结构的单轴耐久疲劳损伤相等。
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