CN114048553A

CN114048553A - 基于vpg载荷的零部件耐久dv试验方法、装置与设备

Info

Publication number: CN114048553A
Application number: CN202210036933.0A
Authority: CN
Inventors: 邓晓姣; 付斌; 刘侃; 裴金顺; 涂龙飞
Original assignee: Lantu Automobile Technology Co Ltd
Current assignee: Lantu Automobile Technology Co Ltd
Priority date: 2022-01-13
Filing date: 2022-01-13
Publication date: 2022-02-15
Anticipated expiration: 2042-01-13
Also published as: CN114048553B

Abstract

本申请公开了一种基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法、装置与设备，通过进行仿真整车耐久试验获取零部件的仿真VPG耐久载荷；根据所述VPG耐久载荷确定所述零部件在仿真整车耐久试验中的潜在可能失效模式；确定所述VPG耐久载荷中所有的通道，将与导致所述潜在可能失效模式的载荷无关通道的VPG耐久载荷去除，保留与导致所述潜在可能失效模式的载荷有关通道的VPG耐久载荷作为所述零部件的耐久DV试验载荷；控制DV试验机构利用所述零部件的耐久DV试验载荷根据所述零部件的耐久DV试验标准对所述零部件进行试验，以实现将零部件的耐久DV试验与整车的耐久试验关联起来，使零部件的耐久DV试验的试验结果对零部件开发更有参考意义。

Description

基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法、装置与设备

技术领域

本申请涉及零部件测试技术领域，尤其涉及一种基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法、装置与设备。

背景技术

整车试验中的整车耐久试验包括整车试验场耐久试验、整车四立柱耐久试验和整车二十四通道轴耦合耐久试验，整车耐久试验中零部件通过试验的判定标准为零部件未开裂。现有的底盘零部件级的耐久DV试验方案根据经验工况而来，比如悬架接地点Y向±1G载荷5万次，零部件的耐久DV试验的通过试验判定标准为零部件不开裂。从整车耐久试验方案和零部件级的耐久DV试验方案可以看出，零部件的耐久DV试验的试验方式和试验载荷与整车耐久试验没有相关性，现有的零部件级的耐久DV试验的试验结果与整车耐久试验的试验结果偏离较大，容易出现耐久DV试验不通过整车耐久试验通过或者耐久DV试验通过而整车耐久试验不通过的情况，这样试验结果不利于零部件的正向开发设计，所以提供一种能够关联整车耐久试验的耐久DV试验方法是非常必要的。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法、装置与设备，旨在解决现有技术中零部件的耐久DV试验的方式以及载荷与整车耐久试验没有相关性，导致两者试验结果偏离较大的技术问题，不利于零部件的正向开发的问题。

第一方面，本申请提供一种基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法，所述方法包括以下步骤：

进行仿真整车耐久试验获取零部件的仿真VPG耐久载荷；

根据所述VPG耐久载荷确定所述零部件在仿真整车耐久试验中的潜在可能失效模式；

确定所述VPG耐久载荷中所有的通道，将与导致所述潜在可能失效模式的载荷无关通道的VPG耐久载荷去除，保留与导致所述潜在可能失效模式的载荷有关通道的VPG耐久载荷作为所述零部件的耐久DV试验载荷；

控制DV试验机构利用所述零部件的耐久DV试验载荷根据所述零部件的耐久DV试验标准对所述零部件进行试验。

一些实施例中，所述进行仿真整车耐久试验获取零部件的仿真VPG耐久载荷，包括：

根据整车设计信息，建立整车动力学模型；

根据整车耐久试验规范创建驾驶员控制文件；

根据所述整车动力学模型和所述驾驶员控制文件进行所述仿真整车耐久试验，并确定所述仿真整车耐久试验中所述零部件的每个接附点的VPG耐久载荷。

一些实施例中，确定所述VPG耐久载荷中所有的通道，将与导致所述潜在可能失效模式的载荷无关通道的VPG耐久载荷去除，保留与导致所述潜在可能失效模式的载荷有关通道的VPG耐久载荷作为所述零部件的耐久DV试验载荷后，还包括：

根据导致所述潜在可能失效模式的载荷中的方向力，去除所述耐久DV试验载荷中不会造成所述潜在可能失效模式的方向力。

一些实施例中，所述根据所述VPG耐久载荷确定所述零部件在仿真整车耐久试验中的潜在可能失效模式，包括：

以所述VPG载荷为输入，通过计算机辅助工程CAE确定所述零部件在所述仿真整车耐久试验中的潜在可能失效模式，其中，所述潜在可能失效模式为所述零部件的损伤超过设定阈值。

一些实施例中，所述控制DV试验机构利用所述零部件的耐久DV试验载荷根据所述零部件的耐久DV试验标准对所述零部件进行试验前，包括：

设置所述零部件的耐久DV试验标准为：对所述零部件的三个样件分别加载额定循环次数的所述耐久DV试验载荷。

一些实施例中，所述的基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法，其特征在于，还包括：

所述控制DV试验机构利用所述零部件的耐久DV试验载荷根据所述零部件的耐久DV试验标准对所述零部件进行试验后，若所述零部件的三个样件的损伤均不超过所述预设损伤阈值确定所述零部件通过所述耐久DV试验。

一些实施例中，所述控制DV试验机构利用所述零部件的耐久DV试验载荷根据所述零部件的耐久DV试验标准对所述零部件进行试验，包括：

将所述耐久DV试验载荷中的随机载荷谱转化为具有均值与幅值的一级正弦波载荷谱和二级正弦波载荷谱；

控制所述DV试验机构根据所述一级正弦波载荷谱和所述二级正弦波载荷谱对所述零部件的三个样件分别进行额定循环次数的试验。

一些实施例中，所述将所述零部件的耐久DV试验载荷中的随机载荷谱转化为具有均值与幅值的一级正弦波载荷谱和二级正弦波载荷谱，还包括：

转化的所述一级正弦波载荷谱的最大值与最小值与所述随机载荷谱的最大值与最小值相同。

第二方面，本申请还提供一种基于VPG载荷的零部件耐久DV试验装置，所述装置包括：

获取模块，其用于进行仿真整车耐久试验获取零部件的仿真VPG耐久载荷；

确定模块，其用于根据所述VPG耐久载荷确定所述零部件在仿真整车耐久试验中的潜在可能失效模式；

保留模块，其用于确定所述VPG耐久载荷中所有的通道，将与导致所述潜在可能失效模式的载荷无关通道的VPG耐久载荷去除，保留与导致所述潜在可能失效模式的载荷有关通道的VPG耐久载荷作为所述零部件的耐久DV试验载荷；

控制模块，其用于控制DV试验机构利用所述零部件的耐久DV试验载荷根据所述零部件的耐久DV试验标准对所述零部件进行试验。

本申请提供一种基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法、装置与设备，通过进行仿真整车耐久试验获取零部件的仿真VPG耐久载荷；根据所述VPG耐久载荷确定所述零部件在仿真整车耐久试验中的潜在可能失效模式；确定所述VPG耐久载荷中所有的通道，将与导致所述潜在可能失效模式的载荷无关通道的VPG耐久载荷去除，保留与导致所述潜在可能失效模式的载荷有关通道的VPG耐久载荷作为所述零部件的耐久DV试验载荷；控制DV试验机构利用所述零部件的耐久DV试验载荷根据所述零部件的耐久DV试验标准对所述零部件进行试验，以实现将零部件的耐久DV试验与整车的耐久试验关联起来，使零部件的耐久DV试验的试验结果对零部件开发更有参考意义。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种基于VPG载荷的零部件耐久DV试验装置的示意性框图；

图3为本申请一实施例涉及的计算机设备的结构示意框图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

本申请实施例提供一种关联整车耐久试验的耐久DV试验方法、装置与设备。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，图1为本申请的实施例提供的一种基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法的流程示意图。

如图1所示，该方法包括步骤S1至步骤S4。

步骤S1、进行仿真整车耐久试验获取零部件的仿真VPG耐久载荷。

示范性的，在车辆的设计阶段还没有物理样车时，根据整车设计信息例如：硬点，弹性件，轮距，轴距，重量转动惯量等参数建立了该车的整车动力学模型。对整车动力学模型进行调试，使得前后轴簧下质量、衬套限位等与设计状态一致。根据整车耐久的试验规范创建驾驶员控制文件，驾驶员控制文件是模拟驾驶员在根据整车耐久的试验规范进行车辆的驾驶试验时对车量的控制信息数据。利用整车动力学模型和驾驶员控制文件通过整车仿真软件VPG进行虚拟试验场中仿真计算，计算获得需要进行DV试验的零部件的每个接附点的耐久载荷，该耐久载荷也称为整车的仿真VPG耐久载荷。

步骤S2、根据所述VPG耐久载荷确定所述零部件在仿真整车耐久试验中的潜在可能失效模式。

具体的，以获得的VPG载荷为输入，通过计算机辅助工程CAE计算出在仿真整车耐久试验中的零部件的潜在可能失效模式，其中潜在可能失效模式为CAE计算的整车耐久仿真试验时在VPG耐久载荷下，零部件损伤超过阈值则认为零部件存在潜在可能失效模式。本实施例中的潜在可能失效模式为仿真整车耐久试验时，零部件损伤最大的位置作为可能开裂的地方，即潜在可能失效模式。

步骤S3、确定所述VPG耐久载荷中所有的通道，将与导致所述潜在可能失效模式的载荷无关通道的VPG耐久载荷去除，保留与导致所述潜在可能失效模式的载荷有关通道的VPG耐久载荷作为所述零部件的耐久DV试验载荷；

值得说明的是，在进行零部件的耐久DV试验时与仿真的整车耐久试验并不完全相同，零部件的耐久DV试验是单个零部件进行试验，在试验时需要DV试验机构的约束机构来实现零件的固定约束，因为约束机构对零部件的力会导致零部件耐久DV试验时的载荷会出现与仿真整车耐久试验不一致的载荷出现，从而导致零部件DV试验不可避免的与整车试验存在某些失真。为了解决这一问题，本申请中在试验前通过CAE仿真获取仿整车耐久试验中的潜在失效模式，并确定导致潜在失效模式的载荷。然后确定VPG耐久载荷中的所有通道的载荷，这里的通道代表的是VPG载荷的加载点通道。将所有通道的VPG耐久载荷中与导致潜在可能失效模式无关通道的VPG耐久载荷去除。以使得在使用保留下来的通道载荷进行零部件的DV试验时，零部件受到的载荷与仿真整车耐久试验是受到的载荷是一致的，并使得零部件进行DV耐久试验时的潜在失效模式与整车耐久仿真试验的潜在失效模式也趋于一致。

作为一种优选的实施方式，将所有通道的VPG耐久载荷中与导致潜在可能失效模式的载荷无关通道的VPG耐久载荷去除，保留与导致潜在可能失效模式的载荷有关通道的VPG耐久载荷作为零部件的耐久DV试验载荷。其中，与导致潜在可能失效模式的载荷有关通道的VPG耐久载荷中的有关表示：该通道的VPG耐久载荷可能会在零部件DV耐久试验中使零部件出现同样的潜在可能的失效模式或该通道的VPG耐久载荷的通道与导致潜在可能失效模式的载荷的通道重合。

进一步的，确定耐久DV试验载荷后，根据导致潜在可能失效模式的载荷中的方向力，去除耐久DV试验载荷中不会造成潜在可能失效模式的方向力，以提升进行DV耐久试验的效率。例如CAE分析双横臂的失效模式：上摆臂球头Z向力经过分析不会引起结构件失效，则可以忽略该方向力，因此双横臂悬架的上控制臂耐久DV试验方案主要是XY方向的受力，并且保留的约束机构的约束点为零部件与车身连接的点。

步骤S4、控制DV试验机构利用所述零部件的耐久DV试验载荷根据所述零部件的耐久DV试验标准对所述零部件进行试验。

一些实施例中，在控制DV试验机构利用零部件的耐久DV试验载荷根据零部件的耐久DV试验标准对零部件进行试验之前，对零部件的耐久DV试验标准进行设置。本实施例中设置的零部件的耐久DV试验标准为分别对零部件的三个样件加载额定循环次数的耐久DV试验载荷。例如对零部件的三个样件，每一个都加载20万次的耐久DV试验载荷。并且根据整车耐久试验中零部件的整车耐久目标可靠度90%和置信度50%，设置零部件的耐久DV试验目标为可靠度98.5%，置信度50%。

作为一种优选的实施方式，获取的耐久DV试验载荷是随机载荷谱，在利用零部件的耐久DV试验载荷对零部件进行耐久DV试验时，将耐久DV试验载荷的随机载荷谱转换为DV试验机构容易实现的一级正弦波载荷和两级正弦波载荷，并且第一级的正弦载荷谱要与随机载荷谱的最大致和最小值一致。

进一步的，在对零部件的进行耐久DV试验后，零部件的三个样件的损伤都不超过预设的损伤阈值，也就是零部件不存在开裂，则确定零部件通过耐久DV试验，零部件的耐久DV试验结果为合格。

请参照图2，图2为本申请的实施例提供的一种关联整车耐久试验的耐久DV试验装置的流程示意图。

如图2所示，该装置包括：获取模块、确定模块、保留模块和控制模块。

其中，所述获取模块具体还用于：

根据整车设计信息，建立整车动力学模型；

根据整车耐久试验规范创建驾驶员控制文件；

其中，所述保留模块具体还用于:

其中所述确定模块，还用于：

其中，所述关联整车耐久试验的耐久DV试验装置还用于：

其中，所述控制模块还用于：

需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和各模块及单元的具体工作过程，可以参考前述的基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

请参照图3所示，图3为本申请实施例提供的一种计算机设备的示意性框图，该装置设备包括处理器，储存器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，该计算机程序被执行时可以使得处理器执行以上基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法。

为了直观的说明使用本申请中的基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法相对于传统的耐久DV试验是与整车耐久试验相关联的，设计对比试验，并通过CAE进行虚拟验证。

通常副车架耐久DV试验与悬架试验比较接近，并且附带悬架杆系转向节等陪试件，也就是可以考察到配试件，因此对比试验中的零部件选取为副车架，设置副车架耐久DV试验进行对比，分别进行三种对比试验：1，采用本申请中基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法进行试验（因为本试验方法基于VPG载荷进行的，为了便于区分，以下用VPG载荷的说法替代替耐久DV试验方法中的进行试验的耐久DV试验载荷）；2，采用传统的经验载荷进行耐久DV试验；3，整车耐久试验（含整车试验场路试、整车四立柱试验、整车24通道轴耦合试验）。

通过直接伪损伤计算，传统耐久DV试验中的经验载荷比VPG整车耐久试验的载荷大12-80倍，比基于VPG载荷的耐久DV试验中的载荷，大3-20倍，对应约整车360万公里里程的载荷，容易出现传统经验耐久DV试验未通过，而整车耐久试验通过的情况，即不相关联，也容易造成过设计，不利于减重。同时CAE分别计算基于VPG载荷的耐久DV试验的零部件真实损伤，计算经验载荷的耐久DV试验的零部件真实损伤，计算整车耐久试验中的VPG耐久载荷的零部件真实损伤，用于初步估计三种试验载荷相对大小。通过CAE计算后发现传统的经验载荷进行的耐久DV试验中在后悬架下弹簧臂内点套管与本体焊接处，以及副车架后上杆连接出附件出现损伤异常的大，CAE初步判定会出现开裂。而整车耐久试验中CAE分析不存在风险，基于VPG载荷的耐久DV试验，CAE分析也未出现风险。而后续的经验载荷耐久DV试验结果也出现了后下弹簧臂在Y向工况时内点衬套处开裂，副车架也开裂的情形，对比VPG载荷的耐久DV试验的结果以及整车耐久试验的结果，均未出现开裂现象，说明基于VPG载荷的耐久DV试验与整车耐久试验关联较好，而传统的经验载荷下的耐久DV试验结果中零部件出现开裂，说明载荷很大，并不关联。

物理样车制造完毕后，通过布置传感器的方式采集进行真实的整车耐久试验的力，传感器包括：六分力仪，弹簧位移，球头力，减震器力等。采集完毕后，通过分解得到整车耐久试验中零部件的实测耐久载荷。获得的实测耐久载荷将用于验证VPG载荷的准确性。

耐久载荷精度分析：实测耐久载荷采集完毕后，根据耐久试验规范定义的循环次数，计算总的伪损伤。通过对前后轴关键的XYZ通道进行实测耐久载荷与VPG载荷对比分析，VPG载荷与实测载荷总的损伤比值如表1所示：

从表中VPG耐久载荷伪损伤与实测载荷伪损伤的比值可以看出VPG耐久载荷伪损伤相比实测最小为0.57，最低要求0.5以上，VPG耐久载荷可以覆盖实测载荷，精度是足够的。

进行VPG载荷的耐久DV试验、传统经验载荷的耐久DV试验以及整车耐久试验，将所有底盘结构件的结果对比分析。三种耐久试验的试验结果对比如表2所示：

从结果中可以看出：（1）基于VPG载荷的关联整车耐久试验的耐久DV试验结果与整车耐久试验关联性非常好，结果比较一致。(2)基于传统经验载荷的耐久DV试验则出现了后悬架的下弹簧臂以及后副车架开裂的现象，而基于VPG载荷的DV试验和整车耐久试验并未出现开裂，CAE验证分析结果一致，即传统经验载荷的DV耐久试验由于并未关联用户，并未关联试验场试验，导致出现了载荷过大的情况。该对比试验也验证了VPG载荷相比传统经验载荷更加科学合理。（3）前稳定杆拉杆在整车耐久试验中开裂，而基于VPG载荷的耐久DV试验结果中也同时出现所有3个试验样本均开裂。更进一步验证了VPG载荷的耐久DV试验与整车耐久试验具有关联性。而经验载荷的耐久DV试验结果零部件并未开裂，经过评估分析，传统经验载荷的耐久DV试验由于左右轮Z向位移相位差与整车试验并不关联，导致稳定杆连杆不怎么受力，即并未考察到该稳定杆拉杆，与整车耐久试验关联较差。前期CAE分析未分析到该稳定杆拉杆风险，而DV试验考察出现失效，是由于该拉杆是电阻焊，CAE比较难模拟，也表明关联性好的DV试验是非常有必要的。

综合上述的对比试验证明，基于VPG载荷关联整车耐久试验的耐久DV试验相比传统经验载荷的耐久DV试验，由于VPG载荷来自虚拟试验场，跟整车耐久试验关联性更强，更有实际意义；通过三种对比试验的结果，也表明了基于VPG载荷的耐久DV试验比传统经验载荷的DV试验更加科学合理，与整车试验关联性更强；并且通过实测载荷与VPG载荷的对比分析，验证了前期没有物理样车时基于VPG载荷的耐久DV试验的准确性，也表明由于不需要等待样车采集载荷进行耐久DV试验开发，开发周期相比基于实测载荷开发周期缩短两个月是可行的。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法，其特征在于，包括：

进行仿真整车耐久试验获取零部件的仿真VPG耐久载荷；

2.按照权利要求1所述的基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法，其特征在于，所述进行仿真整车耐久试验获取零部件的仿真VPG耐久载荷，包括：

根据整车设计信息，建立整车动力学模型；

根据整车耐久试验规范创建驾驶员控制文件；

3.按照权利要求1所述的基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法，其特征在于，确定所述VPG耐久载荷中所有的通道，将与导致所述潜在可能失效模式的载荷无关通道的VPG耐久载荷去除，保留与导致所述潜在可能失效模式的载荷有关通道的VPG耐久载荷作为所述零部件的耐久DV试验载荷后，还包括：

4.按照权利要求1所述的基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法，其特征在于，所述根据所述VPG耐久载荷确定所述零部件在仿真整车耐久试验中的潜在可能失效模式，包括：

5.按照权利要求1所述的基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法，其特征在于，所述控制DV试验机构利用所述零部件的耐久DV试验载荷根据所述零部件的耐久DV试验标准对所述零部件进行试验前，包括：

6.按照权利要求5所述的基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法，其特征在于，还包括：

7.按照权利要求5所述的基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法，其特征在于，所述控制DV试验机构利用所述零部件的耐久DV试验载荷根据所述零部件的耐久DV试验标准对所述零部件进行试验，包括：

8.按照权利要求7所述的基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法，其特征在于，所述将所述零部件的耐久DV试验载荷中的随机载荷谱转化为具有均值与幅值的一级正弦波载荷谱和二级正弦波载荷谱，还包括：

9.一种基于VPG载荷的零部件耐久DV试验装置，其特征在于，包括：

10.一种计算机设备，其特征在于，包括，处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的基于VPG载荷的零部件耐久DV试验方法。