CN114383860B - 车用排气管焊缝双向疲劳验证方法、系统及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种车用排气管焊缝双向疲劳验证方法、系统及电子设备，方法包括：获取不同工况条件下排气管所在位置的受力载荷谱；根据受力载荷谱对模型部分进行有限元分析，以确定待测试的排气管的受力端的最大应力和最小应力，并根据最大应力和最小应力确定施力参数，根据述施力参数对待测试的排气管的进行应力循环试验，使得到待测试的排气管的应力波形；根据获取的应力波形判断待测试的排气管是否为失效状态；若待测试的排气管为失效状态，则记录待测试的排气管处于失效状态时相对应的循环试验次数。实现了通过将疲劳试验结果转化为多次循环的等效载荷，得出排气系统的疲劳安全系数，从而快速判断待测试的排气管是否符合要求。
Description
技术领域
本发明属于汽车进排气技术领域，尤其涉及一种车用排气管焊缝双向疲劳验证方法、系统及电子设备。
背景技术
随着全球汽车保有量持续增加，汽车质量越来越受到重视，排气系统作为汽车的重要组成部件，其结构强度以及焊缝疲劳耐久性尤为重要，排气系统疲劳失效最易发生处为排气焊接部位，排气焊接疲劳寿命对整个排气系统的使用寿命有重大的影响。
因此，如何准确有效评估及验证排气焊缝，使得提前识别排气耐久风险，缩短车型项目开发周期以及开发投资是目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明提供一种车用排气管焊缝双向疲劳验证方法、系统及电子设备，用于解决无法准确有效评估及验证排气焊缝的技术问题。
本发明提供一种车用排气管焊缝双向疲劳验证方法，包括：建立排气管三维模型，对所述排气管三维模型进行动力学分析，以获取不同工况条件下排气管所在位置的受力载荷谱；截取待测试的排气管对应的模型部分，根据所述受力载荷谱对所述模型部分进行有限元分析，以确定待测试的排气管的受力端的最大应力和最小应力，并根据所述最大应力和所述最小应力确定施力参数，其中，所述施力参数包括初始振动施加力和振动循环力；根据所述振动施加力和所述振动循环力对待测试的排气管的进行应力循环试验，使得到待测试的排气管的应力波形；根据获取的所述应力波形判断待测试的排气管是否为失效状态，其中，所述失效状态包括待测试的排气管输出的应力波形小于预设阈值和/或待测试的排气管输出的应力波形发生漂移；若待测试的排气管为失效状态，则记录待测试的排气管处于失效状态时相对应的循环试验次数。
另外，根据本发明上述实施例的一种车用排气管焊缝双向疲劳验证方法，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，其中，对待测试的排气管的进行应力循环试验的循环周期为设定次数。
进一步地，其中，所述设定次数具体为200000次。
进一步地，在根据获取的所述应力波形判断待测试的排气管是否为失效状态之后，所述方法还包括：若待测试的排气管不为失效状态，则待测试的排气管满足设计要求。
根据本发明实施例的一种车用排气管焊缝双向疲劳验证系统，包括：获取模块，配置为建立排气管三维模型，对所述排气管三维模型进行动力学分析，以获取不同工况条件下排气管所在位置的受力载荷谱；分析模块，配置为截取待测试的排气管对应的模型部分，根据所述受力载荷谱对所述模型部分进行有限元分析，以确定待测试的排气管的受力端的最大应力和最小应力，并根据所述最大应力和所述最小应力确定施力参数，其中，所述施力参数包括初始振动施加力和振动循环力；试验模块，配置为根据所述振动施加力和所述振动循环力对待测试的排气管的进行应力循环试验，使得到待测试的排气管的应力波形；判断模块，配置为根据获取的所述应力波形判断待测试的排气管是否为失效状态，其中，所述失效状态包括待测试的排气管输出的应力波形小于预设阈值和/或待测试的排气管输出的应力波形发生漂移；记录模块，配置为若待测试的排气管为失效状态，则记录待测试的排气管处于失效状态时相对应的循环试验次数。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行本发明任一实施例的变速器啸叫的车用排气管焊缝双向疲劳验证方法的步骤。
本发明还提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的车用排气管焊缝双向疲劳验证方法的步骤。
本申请的车用排气管焊缝双向疲劳验证方法、系统及电子设备，根据待测试的排气管的最大应力和最小应力确定待测试的排气管施力参数，从而能够基于施力参数对待测试的排气管的进行应力循环试验，使得到待测试的排气管的应力波形，进而能够判断待测试的排气管在循环试验过程中的状态，实现了通过将疲劳试验结果转化为多次循环的等效载荷，得出排气系统的疲劳安全系数,从而快速判断待测试的排气管是否符合要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明一实施例提供的一种车用排气管焊缝双向疲劳验证方法的流程图；
图2为本发明一实施例提供的应变片安装的流程图；
图3为本发明一实施例提供的一种车用排气管焊缝双向疲劳验证系统的结构框图；
图4是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
请参阅图1，其示出了本申请的一种车用排气管焊缝双向疲劳验证方法的流程图。
如图1所示，车用排气管焊缝双向疲劳验证方法具体包括以下步骤：
步骤S101，建立排气管三维模型，对所述排气管三维模型进行动力学分析，以获取不同工况条件下排气管所在位置的受力载荷谱。
在本实施例中，建立整个排气管的三维模型，在此基础上获得待测试的排气管所在位置的受力载荷谱，能够获得更接近实际运行情形的待测试的排气管的受力情形，从而能够提高后续实验结果的准确性。
步骤S102，截取待测试的排气管对应的模型部分，根据所述受力载荷谱对所述模型部分进行有限元分析，以确定待测试的排气管的受力端的最大应力和最小应力，并根据所述最大应力和所述最小应力确定所述施力参数，其中，所述施力参数包括初始振动施加力和振动循环力。
在本实施例中，先通过仿真确定待测试的排气管在进行疲劳实验时需要施加力大小，这样，在实验时可按照待测试的排气管的实际受力情况进行施力，因待测试的排气管的施力情形与真实受力情况更接近，所以得到的实验结果更准确，能够对待测试的排气管的焊缝疲劳寿命进行更准确地评估；同时，因为待测试的排气管实验时的受力情形通过前期仿真计算确定，能够保证实验的重复性和可靠性。
需要说明的是，实验时对待测试的排气管的施加力通过仿真计算确定，实际中，仿真计算时应当尽可能模拟待测试的排气管的实际运行情况，以使得实验时待测试的排气管的受力情形与实际情况尽可能一致，提高实验效果。
步骤S103，根据所述振动施加力和所述振动循环力对待测试的排气管的进行应力循环试验，使得到待测试的排气管的应力波形。
在本实施例中，对待测试的排气管的进行应力循环试验的循环周期为设定次数，所述设定次数具体为200000次。
需要说明的是，对待测试的排气管的进行应力循环试验具体流程为：1)试验准备，对待测试的排气管进行安装应变片，应变主要用于监测测试样件应力情况，以判断测试样件是否失效，应变片安装流程如图2所示；
2)排气管后处理壳体应被夹紧装置固定住，两个固定装置都应该固定在催化器壳体上；
3)设定疲劳振动初始力，振动200000转；之后每步之间增加10％的力200000转至失效，可以计算出等效100万次的应力F0。
步骤S104，根据获取的所述应力波形判断待测试的排气管是否为失效状态，其中，所述失效状态包括待测试的排气管输出的应力波形小于预设阈值和/或待测试的排气管输出的应力波形发生漂移。
步骤S105，若待测试的排气管为失效状态，则记录待测试的排气管处于失效状态时相对应的循环试验次数。
在本实施例中，示波器检测到电压波形(应力波形)的变化，当应力波形减小10％时，待测试的排气管失效，说明裂纹在应变片附近，当应力波形漂移时，待测试的排气管失效，说明裂纹远离应变片安装处。若待测试的排气管不为失效状态，则待测试的排气管满足设计要求。
综上，本实施例的方法，根据待测试的排气管的最大应力和最小应力确定待测试的排气管施力参数，从而能够基于施力参数对待测试的排气管的进行应力循环试验，使得到待测试的排气管的应力波形，进而能够判断待测试的排气管在循环试验过程中的状态，实现了通过将疲劳试验结果转化为多次循环的等效载荷,得出排气系统的疲劳安全系数,从而快速判断待测试的排气管是否符合要求。
请参阅图3，其示出了本申请的一种车用排气管焊缝双向疲劳验证系统的结构框图。
如图3所示，车用排气管焊缝双向疲劳验证系统200，包括获取模块210、分析模块220、试验模块230、判断模块240以及记录模块250。
其中，获取模块210，配置为建立排气管三维模型，对所述排气管三维模型进行动力学分析，以获取不同工况条件下排气管所在位置的受力载荷谱；分析模块220，配置为截取待测试的排气管对应的模型部分，根据所述受力载荷谱对所述模型部分进行有限元分析，以确定待测试的排气管的受力端的最大应力和最小应力，并根据所述最大应力和所述最小应力确定所述施力参数，其中，所述施力参数包括初始振动施加力和振动循环力；试验模块230，配置为根据所述振动施加力和所述振动循环力对待测试的排气管的进行应力循环试验，使得到待测试的排气管的应力波形；判断模块240，配置为根据获取的所述应力波形判断待测试的排气管是否为失效状态，其中，所述失效状态包括待测试的排气管输出的应力波形小于预设阈值和/或待测试的排气管输出的应力波形发生漂移；记录模块250，配置为若待测试的排气管为失效状态，则记录待测试的排气管处于失效状态时相对应的循环试验次数。
应当理解，图3中记载的诸模块与参考图1中描述的方法中的各个步骤相对应。由此，上文针对方法描述的操作和特征以及相应的技术效果同样适用于图3中的诸模块，在此不再赘述。
在另一些实施例中，本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的车用排气管焊缝双向疲劳验证方法；
作为一种实施方式，本发明的非易失性计算机存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：
建立排气管三维模型，对所述排气管三维模型进行动力学分析，以获取不同工况条件下排气管所在位置的受力载荷谱；
截取待测试的排气管对应的模型部分，根据所述受力载荷谱对所述模型部分进行有限元分析，以确定待测试的排气管的受力端的最大应力和最小应力，并根据所述最大应力和所述最小应力确定所述施力参数，其中，所述施力参数包括初始振动施加力和振动循环力；
根据所述振动施加力和所述振动循环力对待测试的排气管的进行应力循环试验，使得到待测试的排气管的应力波形；
根据获取的所述应力波形判断待测试的排气管是否为失效状态，其中，所述失效状态包括待测试的排气管输出的应力波形小于预设阈值和/或待测试的排气管输出的应力波形发生漂移；
若待测试的排气管为失效状态，则记录待测试的排气管处于失效状态时相对应的循环试验次数。
非易失性计算机可读存储介质可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据基于远程上电的车用排气管焊缝双向疲劳验证系统的使用所创建的数据等。此外，非易失性计算机可读存储介质可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，非易失性计算机可读存储介质可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至基于远程上电的车用排气管焊缝双向疲劳验证系统。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本发明实施例还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被计算机执行时，使计算机执行上述任一项车用排气管焊缝双向疲劳验证方法。
图4是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图4所示，该设备包括：一个或多个处理器310以及存储器320，图4中以一个处理器310为例。车用排气管焊缝双向疲劳验证方法的设备还可以包括：输入装置330和输出装置330。处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置330可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。存储器320为上述的非易失性计算机可读存储介质。处理器310通过运行存储在存储器320中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例车用排气管焊缝双向疲劳验证方法。输入装置330可接收输入的数字或字符信息，以及产生与基于远程上电的车用排气管焊缝双向疲劳验证系统的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置330可包括显示屏等显示设备。
上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
作为一种实施方式，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，实现上述的车用排气管焊缝双向疲劳验证方法，例如至少能够实现如下步骤：
建立排气管三维模型，对所述排气管三维模型进行动力学分析，以获取不同工况条件下排气管所在位置的受力载荷谱；
截取待测试的排气管对应的模型部分，根据所述受力载荷谱对所述模型部分进行有限元分析，以确定待测试的排气管的受力端的最大应力和最小应力，并根据所述最大应力和所述最小应力确定施力参数，其中，所述施力参数包括初始振动施加力和振动循环力；
根据所述振动施加力和所述振动循环力对待测试的排气管的进行应力循环试验，使得到待测试的排气管的应力波形；
根据获取的所述应力波形判断待测试的排气管是否为失效状态，其中，所述失效状态包括待测试的排气管输出的应力波形小于预设阈值和/或待测试的排气管输出的应力波形发生漂移；
若待测试的排气管为失效状态，则记录待测试的排气管处于失效状态时相对应的循环试验次数。
本领域技术人员可以理解，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种车用排气管焊缝双向疲劳验证方法，其特征在于，包括：
建立排气管三维模型，对所述排气管三维模型进行动力学分析，以获取不同工况条件下排气管所在位置的受力载荷谱；
截取待测试的排气管对应的模型部分，根据所述受力载荷谱对所述模型部分进行有限元分析，以确定待测试的排气管的受力端的最大应力和最小应力，并根据所述最大应力和所述最小应力确定施力参数，其中，所述施力参数包括初始振动施加力和振动循环力；
根据所述振动施加力和所述振动循环力对待测试的排气管的进行应力循环试验，使得到待测试的排气管的应力波形；
根据获取的所述应力波形判断待测试的排气管是否为失效状态，其中，所述失效状态包括待测试的排气管输出的应力波形小于预设阈值和/或待测试的排气管输出的应力波形发生漂移；
若待测试的排气管为失效状态，则记录待测试的排气管处于失效状态时相对应的循环试验次数；
其中，对待测试的排气管的进行应力循环试验具体流程为：1）试验准备，对待测试的排气管进行安装应变片，应变片用于监测测试样件应力情况，以判断测试样件是否失效；
2）排气管后处理壳体被夹紧装置固定住，两个固定装置都应该固定在催化器壳体上；
3）设定疲劳振动初始力，振动200000转；之后每步之间增加10%的力200000转至失效，计算出等效100万次的应力F0。
2.根据权利要求1所述的一种车用排气管焊缝双向疲劳验证方法，其特征在于，其中，对待测试的排气管的进行应力循环试验的循环周期为设定次数。
3.根据权利要求2所述的一种车用排气管焊缝双向疲劳验证方法，其特征在于，其中，所述设定次数具体为200000次。
4.根据权利要求1所述的一种车用排气管焊缝双向疲劳验证方法，其特征在于，在根据获取的所述应力波形判断待测试的排气管是否为失效状态之后，所述方法还包括：
若待测试的排气管不为失效状态，则待测试的排气管满足设计要求。
5.一种车用排气管焊缝双向疲劳验证系统，其特征在于，用于实现权利要求1-4任一项所述的车用排气管焊缝双向疲劳验证方法，所述车用排气管焊缝双向疲劳验证系统包括：
获取模块，配置为建立排气管三维模型，对所述排气管三维模型进行动力学分析，以获取不同工况条件下排气管所在位置的受力载荷谱；
分析模块，配置为截取待测试的排气管对应的模型部分，根据所述受力载荷谱对所述模型部分进行有限元分析，以确定待测试的排气管的受力端的最大应力和最小应力，并根据所述最大应力和所述最小应力确定施力参数，其中，所述施力参数包括初始振动施加力和振动循环力；
试验模块，配置为根据所述振动施加力和所述振动循环力对待测试的排气管的进行应力循环试验，使得到待测试的排气管的应力波形；
判断模块，配置为根据获取的所述应力波形判断待测试的排气管是否为失效状态，其中，所述失效状态包括待测试的排气管输出的应力波形小于预设阈值和/或待测试的排气管输出的应力波形发生漂移；
记录模块，配置为若待测试的排气管为失效状态，则记录待测试的排气管处于失效状态时相对应的循环试验次数。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至4任一项所述的方法。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至4任一项所述的方法。
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