CN112989489B - 商用车的耐久载荷谱的制定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及商用车的耐久载荷谱的制定方法，包含步骤：建立商用车的整车模型；将纵梁和横梁上的关键点的仿真加速度与实验加速度对标；建立路面模型；建立空间域下的路面位移功率谱密度；将空间域下的路面位移功率谱密度转换为时间域下的路面位移功率谱密度；将时间域下的路面位移功率谱密度离散为人工预设数量的区间；用每个区间的中心频率处的时间域下的路面位移功率谱密度，代替整个区间的时间域下的路面位移功率谱密度；在经过离散后得到的每个区间的时间域下的路面位移功率谱密度上逐一叠加区间随机路面不平度，得到耐久载荷谱。本发明大幅度降低了调研工作的成本，且大幅度缩短了调研工作的周期；更加准确。

Description

商用车的耐久载荷谱的制定方法

技术领域

本发明涉及商用车设计领域，具体地涉及商用车的耐久载荷谱的制定方法。

背景技术

商用车在设计阶段，需要对其耐久度进行分析。所谓耐久度即常规意义上的产品寿命。由于此时商用车尚处于设计阶段，并未实际制造出成品，因此无法通过实际实验、数据采样来进行耐久度测算，更无法从中获得商用车的设计对于耐久度的影响。

此项工作对于车辆的制造至关重要。目前市面上对商用车的耐久度分析的主流技术方案都是调研法，具体来说就是采集市场上在售的车辆的各个组成部分的耐久度数据，然后结合不同的工况进行权重分配，估算需要评估的商用车设计方案的耐久度。

例如公开号为CN107784140A，名称为“车辆动力系统零部件耐久性的载荷谱制定方法和系统”的专利申请，就公开了一种方法，具体来说，包含以下步骤：

S1：获取预定型号车辆的市场销量分布地区数据和购车用途分布情况数据。具体地，选择预定型号的车辆，采集预定型号车辆的市场销量分布地区数据。其中，市场销量分布地区数据包括具体地区和销售量，例如X型号车辆在北京销售了200辆。跟进一步地，可以详细统计北京各区域的销售数量。此外，通过市场调研或卖车时填写的表格获取买家买车是的用途。根据具体地区的销售数量和相应买家的买车用途可以大致得到买家买车后行驶的道路情况，以便后续分析。

S2：设定车辆行驶工况的多个构成要素，每个构成要素包括多个要素选择类型。

在该已公布的发明的一个实施例中，辆行驶工况的多个构成要素道路坡度、整车载荷、车辆初始电池电量、车辆环境温度和车辆运行模式中多种。

具体地，对于道路坡度，如果在项目时间和成本允许的情况下，对各个路况进行实际测量，并采集各路面的海拔高度。采集的路况车速和海拔高度要尽可能覆盖不同的路况，并对销售份额比例较大的区域，进行重点测试。如果在项目时间和成本不允许的情况下，可借鉴以往项目中的同类车型的车速工况。使用以往工况数据要在一定程度上代表目前项目中所需要考虑的工况。在没有采集实际路面海拔高度的路况中，一般采用虚拟的路面坡度。

对于整车载荷，包括空载、半载、满载以及拖车。

对于车辆初始电池电量，对于PHEV(plug in hybrid electric vehicle)车型，根据电池电量的起始条件不同，将整车循环工况定义为两种模式，分别是CD模式和CS模式，根据车型不同，相应的电池起始SOC值不同。其中CD模式的起始SOC为电池充电状态的最高荷电状态对应的值，CS模式的起始SOC为电池放电结束的最低荷电状态对应的值。对于纯电动车型，仅需考虑CD模式，起始SOC设置对应为电池充电状态的最高荷电状态对应的值。

对于车辆温度环境，由市场调查中车辆自然环境状况的调查结果，计算各个温度值在各个细分温度区间(例如：每2度为一个区间)的出现比例，再乘上温度比重以及各个区域的销售份额，得到在所有销售区域中各个细分温度区间加权后的出现比例；再把各个细分温度区间加权后的出现比例，划分成若干个等级(例如3个等级：冷/标准/热)。计算出各个等级的出现比例及加权平均温度。

对于车辆运行模式，对于车型的架构以及驾驶模式定义进行模式设置，不同的车型模式设置不同，不同的模式开关阀值设置不同。例如4WD模式、Auto模式、Power模式、Pure模式以及Save模式5种工作模式，各模式下的限制条件不同。

S3：根据市场销量分布地区数据、购车用途分布情况数据和车辆行驶工况的多个构成要素设定车辆行驶工况的权重分配方案。其中，车辆行驶工况的权重分配方案包括多个工况权重单元，每个工况权重单元包括一个车辆模拟工况和与之对应的车辆模拟工况权重值，车辆模拟工况是通过从每个构成要素中分别选择一个要素选择类型构成的。

根据市场调查中用户反馈的各个工况的使用情况，对各个要素选择类型的比例进行设置和调整。平路/山路以及驾驶模式的比例设置主要是根据市场调查用户的反馈结果对相应的比例进行设置，并结合各个工况的实际应用情况进行调整；载荷分配的比例设置，根据市场调查用户的反馈结果对相应的比例进行设置；SOC对应各个驱动模式设置比例根据整车实际运行情况进行调整；温度比例设置的过程是在温度区域划分的基础上，将冷模式、标准模式以及热模式的比例分别进行统计，由此将各个模式对应的比例设定为环境温度对应的比例。将以上各个条件进行排列组合，得到多个工况权重单元。其中，每个工况权重单元包括一个车辆模拟工况和与之对应的车辆模拟工况权重值。在该已公布的发明的一个示例中，工况权重单元为[平路、空载、Pure、最高SOC、标准]＝Y％。在该已公布的发明的一个实施例中，车辆行驶工况的权重分配方案还包括多个要素权重单元，每个要素权重单元包括一个要素选择类型和与之对应的要素权重值。例如：[(平路，A％),(空载，B％),(Pure，C％),(最高SOC，D％),(标准，E％)]。车辆模拟工况权重值是通过构成与车辆模拟工况权重值对应的车辆模拟工况的多个要素选择类型一一对应的多个要素权重值得到的。例如可以得到[平路、空载、Pure、最高SOC、标准]＝Y％。

在该已公布的发明的一个实施例中，车辆模拟工况权重值是通过构成与车辆模拟工况权重值对应的车辆模拟工况的多个要素选择类型一一对应的多个要素权重值通过叠乘计算得到的，即A％*B％*C％*D％*E％＝Y％。

S4：构建预定型号车辆的车辆动力总成模型。

具体地，根据预定型号车型的架构通过动力总成构建软件构建车辆动力总成模型。

S5：从多个工况权重单元中按照权重值排序选择预设数量的工况权重单元，将选中的工况权重单元中的车辆模拟工况进行仿真实验得到相应的车辆动力系统部件的耐久性评估结果。

具体地，对多个工况权重单元根据车辆模拟工况权重值进行权重降序排列，从降序排列中选择预设数量的车辆模拟工况进行仿真实验，根据仿真结果，针对零部件的承载能力对仿真结果进行后续处理，即对动力系统部件的耐久进行评估。

在该已公布的发明的一个实施例中，在获取预定型号车辆的市场销量分布地区数据和购车用途分布情况数据之后还包括以下步骤：

根据预定型号车辆的市场销量分布地区数据和购车用途分布情况数据得到多个用户路况信息；

将多个用户路况信息中相似度高于相似度阈值的多个用户路况信息合并为一个用户路况信息。

则在步骤S3中，车辆行驶工况的权重分配方案进一步通过多个用户路况信息和车辆行驶工况的设定的。通过上述步骤可以把相近的路况情况结合成一个工况。

需要注意的是，在该已公布的发明实施例的车辆动力系统的耐久性评估方法中，步骤S1和步骤S2之间不限定先后关系，仅须保证步骤S1和步骤S2对应的内容聚在步骤S3的内容之前即可。此外，步骤S1、S2、S3作为一个整体与步骤S4之间不限定先后关系，仅需保证步骤S3的内容和步骤S4的内容均在步骤S5之前即可。

根据该已公布的发明实施例的车辆动力系统的耐久性评估方法，根据预定型号车辆的市场销量分布地区数据、购车用途分布情况数据和车辆行驶工况的构成要素设定权重分配方案，进而根据权重分配方案中选择预设数量的工况进行模拟，最终得到车辆动力系统的耐久性评估结果，通过市场得到的数据针对性强，系统完整性好。

根据该已公布的发明一个实施例的车辆动力系统的耐久性评估系统，包括：数据获取模块210、要素设定模块220、权重分配方案设定模块230、车辆动力总成模型构建模块240和耐久性评估模块250。

其中，数据获取模块210用于获取预定型号车辆的市场销量分布地区数据和购车用途分布情况数据。要素设定模块220用于设定车辆行驶工况的多个构成要素，且每个构成要素包括多个要素选择类型。权重分配方案设定模块230用于根据市场销量分布地区数据、购车用途分布情况数据和车辆行驶工况的多个构成要素设定车辆行驶工况的权重分配方案。其中，车辆行驶工况的权重分配方案包括多个工况权重单元，每个工况权重单元包括一个车辆模拟工况和与之对应的车辆模拟工况权重值，车辆模拟工况是通过从每个构成要素中分别选择一个要素选择类型构成的。车辆动力总成模型构建模块240用于构建预定型号车辆的车辆动力总成模型。耐久性评估模块240用于从多个工况权重单元中按照权重值排序选择预设数量的工况权重单元，将选中的工况权重单元中的车辆模拟工况进行仿真实验得到相应的车辆动力系统的耐久性评估结果。

根据该已公布的发明实施例的车辆动力系统的耐久性评估系统，根据预定型号车辆的市场销量分布地区数据、购车用途分布情况数据和车辆行驶工况的构成要素设定权重分配方案，进而根据权重分配方案中选择预设数量的工况进行模拟，最终得到车辆动力系统的耐久性评估结果，通过市场得到的数据针对性强，系统完整性好。

在该已公布的发明的一个实施例中，车辆行驶工况的权重分配方案还包括多个要素权重单元，每个要素权重单元包括一个要素选择类型和与之对应的要素权重值。车辆模拟工况权重值是通过构成与车辆模拟工况权重值对应的车辆模拟工况的多个要素选择类型一一对应的多个要素权重值得到的。

在该已公布的发明的一个实施例中，车辆模拟工况权重值是通过构成与车辆模拟工况权重值对应的车辆模拟工况的多个要素选择类型一一对应的多个要素权重值通过叠乘计算得到的。

在该已公布的发明的一个实施例中，多个构成要素包括道路坡度、整车载荷、车辆初始电池电量、车辆环境温度和车辆运行模式中多种。

在该已公布的发明的一个实施例中，车辆动力系统的耐久性评估系统还包括用户路况信息确定模块。用户路况信息确定模块用于根据预定型号车辆的市场销量分布地区数据和购车用途分布情况数据得到多个用户路况信息，用户路况信息确定模块还用于将多个用户路况信息中相似度高于相似度阈值的多个用户路况信息合并为一个用户路况信息。其中，用户路况信息确定模块与权重分配方案设定模块230相连。权重分配方案设定模块230进一步用于根据通过多个用户路况信息和车辆行驶工况设定车辆行驶工况的权重分配方案。

现有技术的优点是通过实际调研，根据多个构成要素进行权重分配，根据权重分配方案进行预设数量的仿真实验，从而消除了单样本概率性问题的影响现有技术具有的缺陷如下：

1.由于需要大样本数据来消除单样本的概率性的问题影响，从而需要进行大量试验，才能获取可用的载荷数据；

2.由于需要进行大量试验，才能获取可用的载荷数据，从而使得调研工作的成本非常高，且周期很长；

3.由于采集的数据来源为在售的其他车型中的相同或相似部件，这些部件置于新的商用车设计中相互之间的影响是未知的，从而会造成数据相对设计不准确的情况。

发明内容

本发明针对上述问题，提供商用车的耐久载荷谱的制定方法，其目的在于使用计算机对路面和车辆进行仿真，无需采集已有的车辆的部件数据，成本低、周期短，且数据更加准确。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种商用车的耐久载荷谱的制定方法，包含以下步骤：

S100.建立商用车的整车模型；

S200.将所述车架的纵梁和横梁上的所有关键点的仿真加速度与实验加速度对标；

S300.制定商用车的耐久载荷谱，具体包含以下步骤：

S310.建立路面模型；

S320.根据所述路面模型建立空间域下的路面位移功率谱密度；

S330.将所述整车模型带入所述空间域下的路面位移功率谱密度，将所述空间域下的路面位移功率谱密度转换为时间域下的路面位移功率谱密度；

S340.将所述时间域下的路面位移功率谱密度离散为人工预设数量的区间；然后，逐一从每个所述区间中所包含的频率中选取一个频率，再以这个频率所在处的时间域下的路面位移功率谱密度，代替对应区间的时间域下的路面位移功率谱密度；

S350.在经过S340离散后得到的每个所述区间的时间域下的路面位移功率谱密度上逐一叠加区间随机路面不平度，得到所述耐久载荷谱。

优选地，所述驾驶室的模型和发动机的模型都以配重方式建立。

优选地，所述轮胎设置垂向刚度；

所述底盘悬置与所述减震器设置三向刚度；

所述车身悬置与所述减震器设置三向刚度。

优选地，所述整车模型包含驾驶室、发动机、车架、附件、轮胎、车身悬置、底盘悬置、发动机悬置、减震器和挂车；

所述整车模型还包含人工预设的车速；

所述整车模型的刚度为静刚度。

优选地，S340中的每个所述区间的长度都相同。

优选地，S340中所述逐一从每个所述区间中所包含的频率中选取一个频率，为逐一从每个所述区间中所包含的频率中选取中心频率。

优选地，S320中的所述空间域下的路面位移功率谱密度按下式表达：

G_q(n)＝G_q(n₀)(n/n₀)^-W

其中：G_q(n)为所述空间域下的路面位移功率谱密度，单位为m²/m^-1；n为空间频率,由人工预设，单位为m^-1；n₀为参考空间频率,由人工预设，单位为m^-1；W为频率指数,由人工预设，无单位。

优选地，S330中所述时间域下的路面位移功率谱密度按下式表达：

G_q(f)＝G_q(n₀)(f/n₀)^-Wu^W-1

其中：G_q(f)为所述时间域下的路面位移功率谱密度；u为所述车速，单位为m/s；f为时间频率，单位为Hz，按下式表达：

f＝u*n。

优选地，S350中的所述区间随机路面不平度采用三角级数模拟生成，按下式表达：

其中：A_i为所述区间随机路面不平度，单位为m；f_i为所述每个所述区间的中心频率，单位为Hz；△f为间隔频率，单位为Hz，按下式表达：

△f＝(f₁-f₂)/N

其中：f₁为最大频率，由人工预设，单位为Hz；f₂为最大频率，由人工预设，单位为Hz；N为离散的区间的数量，单位为个。

优选地，所述耐久载荷谱按下式表达：

其中，θ_i为一个随机数，θ_i∈[0,2π]，且服从均匀分布；t为时间，单位为s。本发明与现有技术对比，具有以下优点：

1.由于本发明采用计算机来模拟路面和车辆，因此无需大量试验，即可获取可用的载荷数据，从而大幅度降低了调研工作的成本，且大幅度缩短了调研工作的周期；

2.由于本发明的数据来源为对待评估的商用车设计的仿真，从而相对采集的在售的其他车型中的相同或相似部件的数据而言，更加准确。

附图说明

图1为本发明具体实施例的流程示意图；

图2为本发明具体实施例的整车模型示意图；

图3为本发明具体实施例的整车模型的轮胎的模型示意图；

图4为本发明具体实施例的耐久载荷谱曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，一种商用车的耐久载荷谱的制定方法，包含以下步骤：

S100.建立商用车的整车模型；整车模型包含驾驶室、发动机、车架、附件、轮胎、车身悬置、底盘悬置、发动机悬置、减震器和挂车；整车模型包含人工预设的车速；

如图2所示，本具体实施例中，整车模型选用CAD软件建立，且模型建立完成后，在有限元软件中进行网格划分。

本具体实施例中，有限元软件选用Hypermesh。

本具体实施例中，为了方便计算收敛和提高计算效率，驾驶室的模型和发动机的模型都以配重方式建立。

本具体实施例中，还要对建立好的整车模型进行刚度与阻尼的设置，具体为：

如图3所示，根据实际轮胎的几何参数，建立轮胎外轮廓；然后对轮胎设置垂向刚度。

底盘悬置与减震器设置三向刚度；车身悬置与减震器设置三向刚度；整车模型的刚度为静刚度。

本具体实施例中，三向刚度指模型在X、Y、Z三个方向的刚度。

本具体实施例中，还要将设置好参数后的整车模型导入到NASTRAN软件中。

S200.将车架的纵梁和横梁上的所有关键点的仿真加速度与实验加速度对标。

本具体实施例中，关键点位于：驾驶室后悬处纵梁上、中桥上方纵梁上、后桥上方纵梁上和第二横梁中间。

对标的作用在于准确设置整车参数，具体做法为：从下至上(方向依次为从轮胎到底盘悬置，再到车架，再到驾驶室)调整各参数值，确保加速度时域、频域与相对损伤误差都在允许范围内。

S300.制定商用车的耐久载荷谱。

这一步的原理在于：带有轮胎的整车模型建立完毕以后，商用车在典型路面上的行驶过程就可以简化为轮胎的空间运动，而轮胎的空间运动可以从路面的空间坐标得到。

耐久载荷谱的制定具体包含以下步骤：

S310.建立路面模型。

这一步的原因在于：所谓车辆耐久度载荷谱，是需要针对具体路况而言的，这些具体的路况就被归纳成了典型路面。换句话说，典型路面实际上是一系列具体的路况的集合。而路面模型，就是对应具体的路况。

路面模型的建立有多种方法，本具体实施例中，先对真实的路面进行扫描，逐点描出路面空间坐标。其中，对于扭曲路、搓板路等规则且重复的路面而言，为了提高建模效率，当扫描积累了一定的模型素材后，就可通过简单的空间复制得到路面模型；而对于石块路、卵石路而言，路面空间坐标是稳态随机分布的高度差，则通过具有统计特性的谱密度函数来表征路面。

S320.按照GB7031规定，根据路面模型建立空间域下的路面位移功率谱密度；空间域下的路面位移功率谱密度按式(1)表达：

G_q(n)＝G_q(n₀)(n/n₀)^-W (1)

其中：G_q(n)为空间域下的路面位移功率谱密度，单位为m²/m^-1，取值为16*10^-6；n为空间频率，由人工预设，单位为m^-1，取值为2；空间频率是波长的倒数，表示每米长度包括几个波长，由人工对于不同的路面，实现测好，然后将得到数值输入到式(1)中作为常量使用；n₀为参考空间频率，由人工预设，单位为m^-1；参考空间频率为现有技术，取值为0.1；W为频率指数，为双对数坐标上斜线的斜率，决定路面谱的频率结构，由人工预设，无单位；频率指数为现有技术，取值为2。

尤其需要说明的是，当n＝n₀时，即G_q(n)＝G_q(n₀)时，G_q(n₀)为参考空间频率n₀下的路面位移功率谱,称为路面不平度系数。

S330.将整车模型带入空间域下的路面位移功率谱密度，将空间域下的路面位移功率谱密度转换为时间域下的路面位移功率谱密度。

这是因为实车得到的路面谱为时间-位移谱，而第一步建立的模型处于空间域下，所以需要此项转换工作。

转换后，时间域下的路面位移功率谱密度按式(2)表达：

G_q(f)＝G_q(n₀)(f/n₀)^-Wu^W-1 (2)

其中：G_q(f)为时间域下的路面位移功率谱密度；u为车速，单位为m/s，取值为20；f为时间频率，具体来说为单位时间内完成周期性变化的次数，单位为Hz，按式(3)表达：

f＝u*n (3)

S340.将时间域下的路面位移功率谱密度离散为人工预设数量的区间；每个区间的长度都相同；然后，用每个区间的中心频率处的时间域下的路面位移功率谱密度G_q(f_i)，代替整个区间的时间域下的路面位移功率谱密度G_q(f)；具体来说：

将时间域下的路面位移功率谱密度离散为人工预设数量的区间，N为离散的区间的数量，由人工预设，单位为个，取值为100；当划分的区间数量足够多时，可以采用每一个区间的中心频率f_i处的时间域下的路面位移功率谱密度，代替整个区间的时间域下的路面位移功率谱密度；f_i为每个区间的中心频率。

S350.在经过S340离散后得到的每个区间的时间域下的路面位移功率谱密度上逐一叠加区间随机路面不平度，得到耐久载荷谱。具体来说：

区间随机路面不平度采用三角级数模拟生成，按式(4)表达：

其中：A_i为区间随机路面不平度，单位为m；f_i为每个区间的中心频率，单位为Hz；△f为间隔频率，单位为Hz，按式(5)表达：

△f＝(f₁-f₂)/N (5)

其中：f₁为最大频率，由人工预设，单位为Hz；f₂为最大频率，由人工预设，单位为Hz；N为离散的区间的数量，单位为个。

耐久载荷谱按式(6)表达：

其中，θ_i为一个随机数，θ_i∈[0,2π]，且服从均匀分布；t为时间，具体来说是一个具体速度下的时间历程，单位为s，取值为3300。

本具体实施例中，△f为0.4。

本具体实施例中，选用Matlab软件来具体实现模拟路面不平度，以及对仿真结果进行独立性和相干性的检验。

用Matlab编写任意级路面位移功率谱密度的空间分布公式的具体的语句为：

function[t,delta]＝gausspec(n_max,n_gauss,f_max,M)

其中：delta就是△f；n_max为整个载荷谱在时域曲线上的点数；n_gauss为高斯函数个数；f_max为最大载荷值，单位N；M为最大载荷出现次数。

然后，根据整车模型在路面模型上的循环次数，在Matlab中输入相应参数，最终得到商用车的耐久载荷谱。

本具体实施例中，输入的参数如表1所示：

表1.Matlab输入参数值表

n<sub>max</sub>	330000
		n<sub>gauss</sub>	2
f<sub>max</sub>	10000
		M	100

如图4所示，于是可以得到耐久载荷谱曲线图。

在得到商用车的耐久载荷谱后，即可对商用车进行耐久度分析，具体来说包含以下步骤：

A100.对建立好的整车模型的车架的模型，进行静强度分析，得到6个工况，即：扭转工况、制动工况、转弯工况、垂向工况、弯扭组合工况和前后扭组合工况。

需要说明的是，如果获取商用车的耐久载荷谱的目的就是为了进行耐久度分析，则A100这一步可以放在S200完成后即进行，可以优化执行的流程。

A200.对商用车进行疲劳分析，采用准静态叠加法。准静态叠加法是一种结构在受到外部随机载荷作用时的线性分析法。将上述车架的静强度应力与车架耐久载荷谱作为输入，分析得到耐久结果。

A300.将输出的耐久结果与用户对耐久度的要求进行对比，如果输出结果高于用户对耐久度的要求，则说明商用车的耐久度设计是合格的；反之，则需要重新对不满足部分车架的结构或材料的耐久度设计进行修改、优化，甚至重做。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或”是要表示“非排它性的或者”。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种商用车的耐久载荷谱的制定方法，其特征在于：包含以下步骤：

S100.建立商用车的整车模型；所述整车模型包含驾驶室、发动机、车架、附件、轮胎、车身悬置、底盘悬置、发动机悬置、减震器和挂车；所述整车模型包含人工预设的车速；所述整车模型的刚度为静刚度；

S200.将所述车架的纵梁和横梁上的所有关键点的仿真加速度与实验加速度对标；

S300.制定商用车的耐久载荷谱，具体包含以下步骤：

S310.建立路面模型；

S320.根据所述路面模型建立空间域下的路面位移功率谱密度；

S330.将所述整车模型带入所述空间域下的路面位移功率谱密度，将所述空间域下的路面位移功率谱密度转换为时间域下的路面位移功率谱密度；

S340.将所述时间域下的路面位移功率谱密度离散为人工预设数量的区间；然后，逐一从每个所述区间中所包含的频率中选取一个频率，再以这个频率所在处的时间域下的路面位移功率谱密度，代替对应区间的时间域下的路面位移功率谱密度；

S350.在经过S340离散后得到的每个所述区间的时间域下的路面位移功率谱密度上逐一叠加区间随机路面不平度，得到所述耐久载荷谱。

2.根据权利要求1所述的商用车的耐久载荷谱的制定方法，其特征在于：所述驾驶室的模型和发动机的模型都以配重方式建立。

3.根据权利要求2所述的商用车的耐久载荷谱的制定方法，其特征在于：所述轮胎设置垂向刚度；

所述底盘悬置与所述减震器设置三向刚度；

所述车身悬置与所述减震器设置三向刚度。

4.根据权利要求3所述的商用车的耐久载荷谱的制定方法，其特征在于：S340中的每个所述区间的长度都相同。

5.根据权利要求1所述的商用车的耐久载荷谱的制定方法，其特征在于：S340中所述逐一从每个所述区间中所包含的频率中选取一个频率，为逐一从每个所述区间中所包含的频率中选取中心频率。

6.根据权利要求5所述的商用车的耐久载荷谱的制定方法，其特征在于：S320中的所述空间域下的路面位移功率谱密度按下式表达：

G_q(n)＝G_q(n₀)(n/n₀)^-W

其中：G_q(n)为所述空间域下的路面位移功率谱密度，单位为m²/m^-1；n为空间频率,由人工预设，单位为m^-1；n₀为参考空间频率,由人工预设，单位为m^-1；W为频率指数,由人工预设，无单位。

7.根据权利要求6所述的商用车的耐久载荷谱的制定方法，其特征在于：S330中所述时间域下的路面位移功率谱密度按下式表达：

G_q(f)＝G_q(n₀)(f/n₀)^-Wu^W-1

其中：G_q(f)为所述时间域下的路面位移功率谱密度；u为所述车速，单位为m/s；f为时间频率，单位为Hz，按下式表达：

f＝u*n。

8.根据权利要求7所述的商用车的耐久载荷谱的制定方法，其特征在于：S350中的所述区间随机路面不平度采用三角级数模拟生成，按下式表达：

其中：A_i为所述区间随机路面不平度，单位为m；f_i为所述每个所述区间的中心频率，单位为Hz；Δf为间隔频率，单位为Hz，按下式表达：

Δf＝(f₁-f₂)/N

其中：f₁为最大频率，由人工预设，单位为Hz；f₂为最大频率，由人工预设，单位为Hz；N为离散的区间的数量，单位为个。

9.根据权利要求1～8任一所述的商用车的耐久载荷谱的制定方法，其特征在于：所述耐久载荷谱按下式表达：

其中，θ_i为一个随机数，θ_i∈[0,2π]，且服从均匀分布；t为时间，单位为s。

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