CN114624015B - 一种车辆零部件强度试验方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种车辆零部件强度试验方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN114624015B
CN114624015B CN202210508561.7A CN202210508561A CN114624015B CN 114624015 B CN114624015 B CN 114624015B CN 202210508561 A CN202210508561 A CN 202210508561A CN 114624015 B CN114624015 B CN 114624015B
Authority
CN
China
Prior art keywords
misuse
test
load
level
condition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210508561.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114624015A (zh
Inventor
邓晓姣
付斌
刘侃
丁亚康
裴金顺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lantu Automobile Technology Co Ltd
Original Assignee
Lantu Automobile Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lantu Automobile Technology Co Ltd filed Critical Lantu Automobile Technology Co Ltd
Priority to CN202210508561.7A priority Critical patent/CN114624015B/zh
Publication of CN114624015A publication Critical patent/CN114624015A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114624015B publication Critical patent/CN114624015B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0001—Type of application of the stress
    • G01N2203/0003—Steady
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G01N2203/0019—Compressive
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/0069—Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
    • G01N2203/0075—Strain-stress relations or elastic constants
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
    • G01N2203/0676—Force, weight, load, energy, speed or acceleration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
    • G01N2203/0682—Spatial dimension, e.g. length, area, angle
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/04—Constraint-based CAD
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/02—Reliability analysis or reliability optimisation; Failure analysis, e.g. worst case scenario performance, failure mode and effects analysis [FMEA]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明公开了一种车辆零部件强度试验方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：分解所采集的整车误用试验每一级误用工况下的试验载荷，获得每一级误用工况下零部件所有通道载荷；确定零部件的加载条件和约束条件；根据所述零部件的通道载荷、加载条件、约束条件以及零部件的类别，计算关联整车一级误用工况对应零部件一级的试验载荷；根据所述零部件的加载条件、约束条件和整车一级误用工况对应的所述试验载荷，进行零部件强度试验。本申请能够将底盘零部件的强度试验与整车误用试验对应关联，使两者试验结果清晰的分级关联，通过载荷分析和零部件强度DV试验能够对零部件强度是否满足可靠性目标，是否有冗余做出精确判断。

Description

一种车辆零部件强度试验方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及零部件强度试验技术领域，尤其涉及一种车辆零部件强度试验方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
整车强度试验中，对于底盘零部件强度考察试验是非常有必要的，整车强度试验分为一级工况和二级工况，而对比底盘零部件的DV强度试验无法清楚的区别是否为一级工况还是二级工况，目前对于底盘零部件的试验是根据经验将零部件做到破坏并记录破坏力的值，并且在破坏时由于采用的是刚性衬套，存在约束自由度过多，即力的加载、结构失效模式均与整车不关联的情况，进而无法清晰的对底盘零部件强度是否满足一级和二级工况做出判定，从而不利于正向开发设计以及冗余判定和轻量化。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种车辆零部件强度试验方法、装置、设备及存储介质，将底盘零部件的强度DV试验与整车误用试验对应关联，使两者试验结果清晰的分级关联，通过载荷分析和零部件强度DV试验能够对零部件强度是否满足可靠性目标，是否有冗余做出精确判断，为轻量化设计指导方向。
第一方面，本申请提供了一种车辆零部件强度试验方法，该方法包括步骤：
分解所采集的整车误用试验每一级误用工况下的试验载荷，获得每一级误用工况下零部件所有通道载荷；
确定零部件的加载条件和约束条件；
根据所述零部件的通道载荷、加载条件、约束条件以及零部件的类别，计算关联整车一级误用工况对应零部件一级的试验载荷；
根据所述零部件的加载条件、约束条件和整车一级误用工况对应的所述试验载荷，进行零部件强度试验。
一种可能的实施方式中，在所有的通道载荷选择需保留的通道载荷，结合加载条件和约束条件，提取加载点力；
对所述加载点力进行统计分析，按照高斯分布拟合出载荷分布曲线；
通过获取载荷分布曲线之后，分析估算得到零部件结构强度，结合零部件结构强度的标准差，计算出可靠性目标的强度对应的载荷，调整该载荷，直到满足可靠性目标略大的载荷作为试验载荷。
一种可能的实施方式中，建立整车动力学模型；将采集的整车误用试验每一级误用工况下的试验载荷输入至所述整车动力学模型，以计算得到每一级误用工况下零部件所有通道载荷。
一种可能的实施方式中，将多次采集的整车误用试验每一级误用工况下的试验载荷输入至所述整车动力学模型。
一种可能的实施方式中，利用六分力仪传感器、弹簧位移传感器、球头力传感器和减震器力传感器采集三次整车误用试验每一级误用工况下的试验载荷。
一种可能的实施方式中，根据每一级误用工况下对应的所述试验载荷，进行零部件强度试验时，确定设置在所述零部件的约束点或加载点的橡胶衬套是否与整车安装状态一致。
一种可能的实施方式中，将一级误用工况下对应的所述试验载荷分三次加载，其中所述试验载荷为额定载荷；
第一次加载到额定载荷后卸载消除作动器与零部件安装间隙；
第二次加载到额定载荷后再卸载，并记录力位移曲线和加载点永久变形量；
第三次加载到零部件破坏，记录破坏力以及力位移曲线。
第二方面，本申请提供了一种车辆零部件强度试验装置，该装置包括：
分解模块，用于分解所采集的整车误用试验每一级误用工况下的试验载荷，获得每一级误用工况下零部件所有通道载荷；
确定模块，用于确定零部件的加载条件和约束条件；
计算模块，用于根据所述零部件的通道载荷、加载条件、约束条件以及零部件的类别，计算关联整车一级误用工况对应零部件一级的试验载荷；
执行模块，用于根据所述零部件的加载条件、约束条件和整车一级误用工况对应的所述试验载荷，进行零部件强度试验。
第三方面，本申请还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，实现第一方面任一项所述的方法。
第四方面，本申请还提供了一种计算机可读程序介质，其存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被计算机执行时，使计算机执行第一方面任一项所述的方法。
本申请提供的一种车辆零部件强度试验方法、装置、设备及存储介质，分解所采集的整车误用试验每一级误用工况下的试验载荷，获得每一级误用工况下零部件所有通道载荷；确定零部件的加载条件和约束条件；根据所述零部件的通道载荷、加载条件、约束条件以及零部件的类别，计算每一级误用工况下所述零部件的试验载荷；根据所述零部件的加载条件、约束条件和每一级误用工况下对应的所述试验载荷，进行零部件强度试验，能够将底盘零部件的强度DV试验与整车误用试验对应关联，使两者试验结果清晰的分级关联，通过载荷分析和零部件强度DV试验能够对零部件强度是否满足可靠性目标，是否有冗余做出精确判断，为轻量化设计指导方向。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并于说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为本实施例中提供的一种车辆零部件强度试验方法流程图；
图2为本实施例中提供的一种车辆零部件强度试验方法步骤S1031的流程图；
图3为本实施例中提供的一种车辆零部件强度试验装置示意图；
图4为本申请实施例中提供的一种车载诊断电子设备的示意图；
图5为本申请实施例中提供的一种车载诊断计算机可读程序介质示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例执行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。附图所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。
参照图1，图1所示为本发明提供的一种车辆零部件强度试验方法流程图，如图1所示，车辆零部件强度试验包括：
步骤S101: 分解所采集的整车误用试验每一级误用工况下的试验载荷，获得每一级误用工况下零部件所有通道载荷。
具体而言，对整车误用试验载荷进行采集，为了获取整车误用试验的实际受力，通过布置传感器的方式采集整车误用试验的力，其中传感器包括，六分力仪传感器、弹簧位移传感器、球头力传感器和减震器力传感器采集三次整车误用试验每一级误用工况下的试验载荷。
可选的，在对整车误用试验载荷采集完成后，通过建立整车动力学模型，利用K&C特性静态对标，其中前后悬架轮胎接地点X，Y，以及Mz方向柔性仿真与实测精度达到90%以上认为静态对标OK，并且整车动态中的制动俯仰度，不足转向度，侧倾度，加速度俯仰梯度与实测精度90%以上，则认为整车动力学模型精度达标，对每一次采集的整车误用试验载荷的每一个工况分解，其中整车误用试验载荷分解的目的是由于采集的整车误用试验载荷是若干通道，还有很多未知通道无法直接采集获取，需要通过采集的载荷为输入，加载到整车动力学模型中计算得到所有的接附点和所有通道的力。
一实施例中，在采集整车误用试验载荷之前，根据整车误用工况的定义，整车误用的第一级（Level1）试验工况试验后，判定标准为整车状态可测量的前束角与外倾角小于一定值，从整车试验分解到零部件及DV试验后，同等载荷下DV试验判定标准为：获取加载点0.5mm永久变形下的强度，统计拟合强度分布，结合分解的level1载荷分布曲线计算判定level强度是否满足可靠性目标。对于整车误用的第二级Level2工况，整车判定标准为不允许零部件开裂断裂分离，但允许大变形，分解到零部件DV强度试验定义为一直加载到破坏，记录力位移曲线和最大破坏力值，并结合分解的level2载荷统计的分布曲线，计算分析判定level2强度是否满足可靠性目标。
可选的，第一级Level1工况分为过横沟，过横木，90°前进/倒退驶上路边石，45°/135°前进驶上路边石，单轮凹坑制动，路边石挤压试验。一级的判定标准为整车状态可测量的前束角与外倾角小于一定值。第二级Level2工况分为双轮凹坑制动试验，二级的判定标准为零部件不断裂。
步骤S102：确定零部件的加载条件和约束条件。
可选的，根据悬架形式、载荷传递特点以及零部件类别确定哪些通道载荷用于零部件级DV强度试验，并确定DV试验加载条件和约束条件。
载荷通道的确定，确定加载条件。悬架形式确定载荷通道的方式：麦弗逊形式与双叉臂形式两种不同的悬架的下摆臂受力的相同点均是路面传递轮胎再到转向节再传递到下摆臂球头，球头承受XY方向的力，不同点是对于双叉臂，减震器弹簧总成安装到下摆臂上，因此双叉臂的下摆臂球头额外承受一个Z向力；对载荷进行传递路径分析确定载荷通道：双叉臂下摆臂球头的Z向力与减震器弹簧总成与下摆臂接附点Z向力，始终是占轮心力的比例是最高的，故Z向载荷的主要传递路径为：轮心—转向节—下摆臂球头点—减震器弹簧总成与下摆臂接附点；因此根据下摆臂受力载荷特点，对于双叉臂悬架的下摆臂，确定考核加载XYZ方向的力，对于麦弗逊悬架的下摆臂，确定考核加载XY方向的力，加载条件为该零部件的输入力，根据传递路径可以确定下摆臂球头点为加载点，作为试验力的输入点。
约束条件的确定。零部件级DV强度试验需要有工装夹具约束零部件某个或几个接附点，零部件强度DV试验通常采用单通道加载的方式，即一个点一个方向加载；约束方式的选取有一定的规则，通常加载点选取为力的传递路径输入端，输出端为约束点，如下摆臂的加载点为球头点，约束点为与副车架连接端，连接方式通常有两种，一种是用刚性衬套，一种是用原装橡胶衬套，为了更好的关联整车误用试验，这里采用原装衬套而不采用刚性衬套，原因是刚性衬套存在过约束，自由度不能很好的反映整车实际受力状态，由于约束不一致，导致与整车试验失效模式不一致不关联的情况，统计的力值结果也不准确；而采用橡胶衬套能够很好的反映整车实际状态，但是输出的加载曲线需要考虑衬套变形，因此设计一套变形测量方法，该方法在有衬套的约束点或加载点附近分别进行特殊标记，测量记录标记之间的位移代替测量加载点的位移，从而很好的反映整车实际状态，避免衬套柔性带来的位移测量不准确影响，对于没有衬套的DV强度试验，由于是刚性连接，可直接测量加载点。
可选的根据每一级误用工况下对应的所述试验载荷，进行零部件强度试验时，设置在所述零部件的约束点和加载点状态与整车一致，有衬套就加原装衬套，与整车状态一致。
一实施例中，前下摆臂X+正方向的强度DV试验采用刚性衬套与采用橡胶衬套试验level2结果对比，采用刚性衬套的下摆臂折弯失效位置靠近球头点，最大载荷均值为48.473kN，(三次试验力分别为47.405kN，48.539kN，48.375kN), 而采用橡胶衬套后下摆臂失效模式为下摆臂中间位置折弯大变形，最大载荷均值为45.200kN(三次试验力分别为44.237kN，45.709kN，45.655kN)，力值明显不一样；从失效模式看，采用橡胶衬套的零部件试验由于约束点与整车一致，失效模式与常见的整车试验失效模式一致（下摆臂常见的整车试验失效为摆臂中间位置折弯大变形失效模式），采用约束与整车状态一致时，level2的力值与失效模式也更加准确。
步骤S103：根据所述零部件的通道载荷、加载条件、约束条件以及零部件的类别，计算关联整车一级误用工况对应零部件一级的试验载荷。
可选的，根据根零部件的通道载荷、加载条件和约束条件以及零部件的类别，计算关联整车第一级Level1误用工况的零部件Level1 DV强度试验载荷，并统计保留level1与level2载荷分布曲线。
具体而言，根据零部件的通道载荷和已经确定的零件部加载条件和约束条件，提取加载点力，并对加载点力进行统计分析，利用三次采集的力拟合出载荷分布曲线，采用高斯正态分布模型拟合两个曲线，一个level1的Load1，一个是level2的Load2。通过CAE仿真分析初算得到0.5mm永久变形的载荷S1，以及断裂载荷S2，由于实际零部件的强度并不是固定的，是服从高斯正态分布，因此假定零部件level1强度以及level2断裂的强度分别服从N（S，（1.5%*S1）^2），N(S2, （1.5%S2）^2);即均值分别为S1，S2，标准差为均值*1.5%的正态分布；通过对load1的分布曲线与S1的分布曲线，load2的分布曲线与S2的分布曲线，进行应力强度干涉分析，可以初步计算估计强度的可靠性。对于level1的应力强度干涉分析，如果计算出来的可靠性小于目标值（转向节与副车架可靠性目标99.9%，摆臂及杆系可靠性目标99%，杆系及摆臂可靠性目标要小于转向节和副车架，是为了保证悬架拓扑结构中最先变形的零部件是杆系，而不是更加重要的转向节与副车架），则适当增加S1，按照10%依次增加，直到计算的可靠性可以满足目标，此时的增加后的S1保留作为DV试验的输入。对于level2，保留载荷分布曲线，待试验完成，统计计算level2强度的可靠性。值得注意的是当level1工况的力比level2的力值大时，零部件强度满足level1，则强度必然满足level2，因此对于这种情况，统计分析level2的载荷的时候只保留比level1大载荷力，获取level2的载荷分布曲线。
步骤S104: 根据所述零部件的加载条件、约束条件和整车一级误用工况对应的所述试验载荷，进行零部件强度试验。
具体而言，通过已经确定的零部件加载条件和约束条件以及level1对应的试验载荷，也称为额定载荷，将试验载荷分三次加载，第一次加载到额定载荷卸载，消除作动器与零部件安装间隙后，第二次加载到额定载荷后再卸载，并记录力位移曲线和加载点永久变形量（根据力位移曲线获取，），第三次加载到破坏记录破坏力，以及力位移曲线（对应关联level2）。每一个零部件均进行上述试验过程。将第二次得到的三个曲线处理可以得到0.5mm永久变形量对应的载荷值（三个零部件试验，故有三个曲线，三个载荷），并将三个载荷拟合得到零部件level1永久变形0.5mm强度的分布曲线，将第三次得到的三个最大破坏力统计记录，得到零部件level2断裂的强度分布曲线。
一实施例中，对于level1工况下试验结果的永久变形量三次均小于0.5mm，则直接认为满足level1强度要求，同时为了做出准确判定，可将三个样件的试验曲线，分别作图得到0.5mm永久变形对应的载荷，对该载荷做正态分布拟合，得到level1永久变形0.5mm强度的分布曲线，与level1的载荷分布曲线分析可以计算得出可靠性，对于转向节副车架，如果满足99.9%则认为满足强度要求，对于杆系及摆臂，如果满足99%，则认为满足levle1的强度要求。对于分解后统计得到level2的载荷分布曲线，与level2的DV试验完成后统计的零部件破坏力，统计破坏力获取的强度分布曲线；载荷分布曲线与强度分布曲线进行应力强度干涉分析，计算其可靠度，对于转向节副车架，如果满足99.9%则认为满足强度要求，对于杆系及摆臂，如果满足99%，则认为满足levle2的强度要求。根据载荷强度曲线，可以清晰的看出零部件的强度余量，可以判断出哪些零部件可以进行轻量化减重工作，并同时保证零部件可靠性。
可选的，通过整车误用试验Level1与零部件试验Level1强度试验结果进行对比，根据载荷分布曲线与DV试验获取的强度分布曲线，计算其可靠度，判定其试验结果，以确定整车误用试验与零部件试验关联情况，并判定强度余量，以下摆臂X+方向为例，其中整车误用试验Level1与零部件试验Level1试验结果对比如下：
level1整车误用试验结果在下摆臂X+方向所对应的结果为：ok。
level1整车误用试验三次载荷分布在下摆臂X+方向所对应的结果为：（25.331kN，29.665kN，20.235kN）。
Level1零部件强度试验永久变形0.5mm强度分布在下摆臂X+方向所对应的结果为：（40.351kN，36.436kN，35.813kN）。
载荷分布与强度分布干涉分析，计算可靠性是否大于目标值在下摆臂X+方向所对应的结果为：99.036%>目标值99%。
零部件level1强度试验结果判定在下摆臂X+方向所对应的结果为：OK。
从level1的整车误用强度试验与零部件强度试验结果可以看出,同时可靠性满足目标，整车level1误用试验结果与零部件试验结果均OK关联性好。
可选的，通过整车误用试验Level2与零部件试验Level2强度试验结果进行对比，并对可靠性进行计算，确定整车误用试验与零部件试验关联情况，判定其强度余量，其中整车误用试验Level2与零部件试验Level2试验结果，以下摆臂X-方向为例，整车误用试验Level2与零部件试验Level2的结果对比如下：
Level2整车误用试验结果在下摆臂X-方向所对应的结果为：OK。
Level2整车误用试验三次载荷分布在下摆臂X-方向所对应的结果为：(17.771kN,22.453kN,23.646kN)。
Level2零部件强度试验强度分布在下摆臂X-方向所对应的结果为：（54.242kN，55.376kN，55.141kN）。
载荷分布与强度分布干涉分析，计算可靠性是否大于99%在下摆臂X-方向所对应的结果为：99.99%>99%。
零部件level2强度试验结果判定在下摆臂X-方向所对应的结果为：OK 。
从强度试验结果可以看出整车误用试验与零部件试验关联性较好,可靠性计算的结果为99.99%以上，远远满足目标，说明该方向余量冗余较大。
特别的说明，由于零部件的形状和材料特性，存在杆系与摆臂在受压方向载荷较大时，出现屈曲现象，失效模式为弯曲大变形，但是零部件并不会开裂断裂分离，不影响驾驶员缓慢开到维修点，屈曲现象在整车误用level2工况中是允许的，但整车误用level1工况是不允许的；零部件该方向的DV强度试验记录的最大力是屈曲力，因此需要对该方向进行特殊判定，以下摆臂X+方向为例，level1整车误用试验不会发生的屈曲概率99.998%远大于目标值99%，对于level2整车误用试验，则可能出现屈曲现象，可靠性有94.2%，即在level2整车误用工况时，有5.8%的样本车辆在该工况下会发生下摆臂大的弯曲变形，并不会断裂，这种整车误用level1满足，level2大变形不断裂不分离是允许的，试验结果判定也是OK的。
可选的，整车误用试验与零部件试验屈曲失效模式判定如下：
Level1整车误用试验结果在下摆臂X+方向所对应的结果为：OK。
Level2整车误用试验结果在下摆臂X+方向所对应的结果为：OK。
Level1整车误用试验三次载荷分布在下摆臂X+方向所对应的结果为：（25.331kN，29.665kN，20.235kN）。
Level2整车误用试验三次载荷分布在下摆臂X+方向所对应的结果为：（38.178kN，42.556kN，33.76kN）。
Level1零部件强度试验永久变形0.5mm强度分布在下摆臂X+方向所对应的结果为：（40.351kN，36.436kN，35.813kN）。
零部件屈曲方向强度试验强度分布（该失效模式为屈曲大变形，并未分离开裂，断裂）在下摆臂X+方向所对应的结果为：（44.237kN，45.709kN，45.655kN）。
Level1可靠性在下摆臂X+方向所对应的结果为：99.036%>目标值99%。
Level1工况不会出现屈曲现象的可靠性在下摆臂X+方向所对应的结果为：99.998%>目标值99%。
Level2不出现屈曲的可靠性在下摆臂X+方向所对应的结果为：94.2%。
零部件level2强度试验结果判定在下摆臂X+方向所对应的结果为：OK。
参照图2，图2所示为本发明提供的一种车辆零部件强度试验方法步骤S1031的流程图，如图2所示，该步骤包括：
步骤S1031: 在所有的通道载荷选择需保留的通道载荷，结合加载条件和约束条件，提取加载点力。
一实施例中，建立整车动力学模型，通过整车静态对标与整车动态对标，对采集的整车误用试验载荷进行分解，以获得零部件所有的接附点的受力以及零部件所有的通道力，并分析哪些通道的力可以保留，联合已确定的零部件的加载条件和约束条件，对零部件的加载点力进行提取。
步骤S1032：对所述加载点力进行统计分析，按照高斯分布拟合出载荷分布曲线。
一实施例中，在确定零部件上加载的力后，并将所述加载点力进行统计，利用正态分布模型，将三次采集的零部件上的载荷拟合成载荷分布曲线，用于计算以及确定level1DV试验时间加载力值，以及获取level2的载荷分布曲线。
步骤S1033: 通过获取载荷分布曲线之后，分析估算得到零部件结构强度，结合零部件结构强度的标准差，计算出可靠性目标的强度对应的载荷，调整该载荷，直到满足可靠性目标略大的载荷作为试验载荷。
一实施例中，根据载荷分布曲线，对拟合出载荷分布曲线后，
采用高斯正态分布模型拟合两个曲线，一个level1的Load1，一个是level2的Load2。通过CAE仿真分析初算得到0.5mm永久变形的载荷S1，以及断裂载荷S2，由于实际零部件的强度并不是固定的，是服从高斯正态分布，因此假定零部件level1强度以及level2断裂的强度分别服从N（S，（1.5%*S1）^2），N(S2, （1.5%S2）^2);即均值分别为S1，S2，标准差为均值*1.5%的正态分布；通过对load1的分布曲线与S1的分布曲线，load2的分布曲线与S2的分布曲线，进行应力强度干涉分析，可以初步计算估计强度的可靠性。对于level1的应力强度干涉分析，如果计算出来的可靠性小于目标值（转向节与副车架可靠性目标99.9%，摆臂及杆系可靠性目标99%，杆系及摆臂可靠性目标要小于转向节和副车架，是为了保证悬架拓扑结构中最先变形的零部件是杆系，而不是更加重要的转向节与副车架），则适当增加S1，按照10%依次增加，直到计算的可靠性可以满足目标，此时的增加后的S1保留作为DV试验的输入。对于level2，保留载荷分布曲线，待试验完成，统计计算level2强度的可靠性。值得注意的是当level1工况的力比level2的力值大时，零部件强度满足level1，则强度必然满足level2，因此对于这种情况，统计分析level2的载荷的时候只保留比level1大载荷力，获取level2的载荷分布曲线。
参照图3，图3所示为本发明提供的一种车辆零部件强度试验装置示意图，如图3所示，车辆零部件强度试验装置包括：
分解模块301：用于分解所采集的整车误用试验每一级误用工况下的试验载荷，获得每一级误用工况下零部件所有的通道载荷。
确定模块302：用于确定零部件的加载条件和约束条件。
计算模块303：用于根据所述零部件的通道载荷、加载条件、约束条件以及零部件的类别，计算每一级误用工况下所述零部件的试验载荷。
执行模块304：用于根据所述零部件的加载条件、约束条件和每一级误用工况下对应的所述试验载荷，进行零部件强度试验。
一实施例中，进一步地，分解模块301还用于，建立整车动力学模型；将采集的整车误用试验每一级误用工况下的试验载荷输入至所述整车动力学模型，以计算得到每一级误用工况下零部件所有通道载荷。
一实施例中，进一步地，计算模块303还用于，在所有的通道载荷选择需保留的通道载荷，结合加载条件和约束条件，提取加载点力；对所述加载点力进行统计分析，按照高斯分布拟合出载荷分布曲线；通过获取载荷分布曲线之后，分析估算得到零部件结构强度，结合零部件结构强度的标准差，计算出可靠性目标的强度对应的载荷，调整该载荷，直到满足可靠性目标略大的载荷作为试验载荷。
一实施例中，进一步地，执行模块304还用于，将一级误用工况下对应的所述试验载荷分三次加载，其中所述试验载荷为额定载荷；
第一次加载到额定载荷后卸载消除作动器与零部件安装间隙；
第二次加载到额定载荷后再卸载，并记录力位移曲线和加载点永久变形量；
第三次加载到零部件破坏，记录破坏力以及力位移曲线。
下面参照图4来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备400。图4显示的电子设备400仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，电子设备400以通用计算设备的形式表现。电子设备400的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元410、上述至少一个存储单元420、连接不同系统组件（包括存储单元420和处理单元410）的总线430。
其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元410执行，使得所述处理单元410执行本说明书上述“实施例方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。
存储单元420可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元（RAM）421和/或高速缓存存储单元422，还可以进一步包括只读存储单元（ROM）423。
存储单元420还可以包括具有一组（至少一个）程序模块425的程序/实用工具424，这样的程序模块425包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线430可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备400也可以与一个或多个外部设备500（例如键盘、指向设备、蓝牙设备等）通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备400交互的设备通信，和/或与使得该电子设备400能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备（例如路由器、调制解调器等等）通信。这种通信可以通过输入/输出（I/O）接口450进行。并且，电子设备400还可以通过网络适配器460与一个或者多个网络（例如局域网（LAN），广域网（WAN）和/或公共网络，例如因特网）通信。如图所示，网络适配器460通过总线430与电子设备400的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备400使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备（可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等）执行根据本公开实施方式的方法。
根据本公开的方案，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。
参考图5所示，描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品500，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网（LAN）或广域网（WAN），连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。
此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
综上所述，本申请提供的一种车辆零部件强度试验方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：分解所采集的整车误用试验每一级误用工况下的试验载荷，获得每一级误用工况下零部件所有的通道载荷；确定零部件的加载条件和约束条件；根据所述零部件的通道载荷、加载条件、约束条件以及零部件的类别，计算每一级误用工况下所述零部件的试验载荷；根据所述零部件的加载条件、约束条件和每一级误用工况下对应的所述试验载荷，进行零部件强度试验。本申请能够将底盘零部件的强度DV试验与整车误用试验对应关联，使两者试验结果清晰的分级关联，通过载荷分析和零部件强度DV试验能够对零部件强度是否满足可靠性目标，是否有冗余做出精确判断，为轻量化设计指导方向。
以上所述的仅是本申请的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.一种车辆零部件强度试验方法，其特征在于，包括：
分解所采集的整车误用试验每一级误用工况下的试验载荷，获得每一级误用工况下零部件所有通道载荷，其中，所述整车误用试验每一级误用工况分为整车一级误用工况和整车二级误用工况，所述整车一级误用工况为过横沟，过横木，90°前进/倒退驶上路边石，45°/135°前进驶上路边石，单轮凹坑制动，路边石挤压试验，所述整车二级误用工况为双轮凹坑制动试验；
确定零部件的加载条件和约束条件；
根据所述零部件的通道载荷、加载条件、约束条件以及零部件的类别，计算关联整车一级误用工况对应零部件一级的试验载荷；
根据所述零部件的加载条件、约束条件和整车一级误用工况对应零部件一级的试验载荷，进行零部件强度试验。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述零部件的通道载荷、加载条件、约束条件以及零部件的类别，计算关联整车一级误用工况对应零部件一级的试验载荷，包括：
在所有的通道载荷选择需保留的通道载荷，结合加载条件和约束条件，提取加载点力；
对所述加载点力进行统计分析，按照高斯分布拟合出载荷分布曲线；
通过获取载荷分布曲线之后，分析估算得到零部件结构强度，结合零部件结构强度的标准差，计算出可靠性目标的强度对应的载荷，调整该载荷，直到满足可靠性目标略大的载荷作为试验载荷。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分解所采集的整车误用试验每一级误用工况下的试验载荷，获得每一级误用工况下零部件所有通道载荷，包括：
建立整车动力学模型；
将采集的整车误用试验每一级误用工况下的试验载荷输入至所述整车动力学模型，以计算得到每一级误用工况下零部件所有通道载荷。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
将多次采集的整车误用试验每一级误用工况下的试验载荷输入至所述整车动力学模型。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
利用六分力仪传感器、弹簧位移传感器、球头力传感器和减震器力传感器采集三次整车误用试验每一级误用工况下的试验载荷。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述零部件的加载条件、约束条件和整车一级误用工况对应零部件一级的试验载荷，进行零部件强度试验，包括：
将一级误用工况下对应的所述试验载荷分三次加载，其中所述试验载荷为额定载荷；
第一次加载到额定载荷后卸载消除作动器与零部件安装间隙；
第二次加载到额定载荷后再卸载，并记录力位移曲线和加载点永久变形量；
第三次加载到零部件破坏，记录破坏力以及力位移曲线。
7.一种车辆零部件强度试验装置，其特征在于，包括：
分解模块，用于分解所采集的整车误用试验每一级误用工况下的试验载荷，获得每一级误用工况下零部件所有通道载荷，其中，所述整车误用试验每一级误用工况分为整车一级误用工况和整车二级误用工况，所述整车一级误用工况为过横沟，过横木，90°前进/倒退驶上路边石，45°/135°前进驶上路边石，单轮凹坑制动，路边石挤压试验，所述整车二级误用工况为双轮凹坑制动试验；
确定模块，用于确定零部件的加载条件和约束条件；
计算模块，用于根据所述零部件的通道载荷、加载条件、约束条件以及零部件的类别，计算关联整车一级误用工况对应零部件一级的试验载荷；
执行模块，用于根据所述零部件的加载条件、约束条件和整车一级误用工况对应零部件一级的试验载荷，进行零部件强度试验。
8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备，包括：
处理器；
存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，实现如权利要求1至6任一项所述的方法。
9.一种计算机存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被计算机执行时，使计算机执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法。
CN202210508561.7A 2022-05-11 2022-05-11 一种车辆零部件强度试验方法、装置、设备及存储介质 Active CN114624015B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210508561.7A CN114624015B (zh) 2022-05-11 2022-05-11 一种车辆零部件强度试验方法、装置、设备及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210508561.7A CN114624015B (zh) 2022-05-11 2022-05-11 一种车辆零部件强度试验方法、装置、设备及存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114624015A CN114624015A (zh) 2022-06-14
CN114624015B true CN114624015B (zh) 2022-09-02

Family

ID=81906106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210508561.7A Active CN114624015B (zh) 2022-05-11 2022-05-11 一种车辆零部件强度试验方法、装置、设备及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114624015B (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012208002A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Toyota Motor Corp 強度解析装置、方法及びプログラム
JP2018146324A (ja) * 2017-03-03 2018-09-20 東洋製罐グループホールディングス株式会社 強度検査装置及び強度検査方法
JP6860437B2 (ja) * 2017-07-05 2021-04-14 大成建設株式会社 機器システムの機能損傷と関連が高い地震動強さ指標の検出方法
US10807716B2 (en) * 2018-09-18 2020-10-20 The Boeing Company Overhead payload module with integrated stowbins
CN109711002A (zh) * 2018-12-11 2019-05-03 北京长城华冠汽车技术开发有限公司 新车型载荷分解方法及装置
CN112528388B (zh) * 2019-08-27 2024-04-23 广州汽车集团股份有限公司 一种悬置支架强度分析方法、装置、存储介质及终端设备
CN113821959B (zh) * 2021-09-29 2024-03-22 宜宾凯翼汽车有限公司 悬架载荷分解、数据处理及有限元载荷加载方法
CN113868777B (zh) * 2021-12-02 2022-02-22 岚图汽车科技有限公司 一种副车架强度台架试验载荷获取方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN114624015A (zh) 2022-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105092261A (zh) 道路载荷测试方法及系统
CN107292013A (zh) 悬架系统强度测试方法及装置
CN116148104B (zh) 基于实际工况的车轮双轴疲劳试验载荷谱确定方法及设备
CN111506048B (zh) 车辆故障预警方法及相关设备
CN103900826A (zh) 实时监测汽车底盘结构疲劳损伤的方法
CN108168901B (zh) 车辆制动跑偏测量方法、装置及系统
CN114624015B (zh) 一种车辆零部件强度试验方法、装置、设备及存储介质
CN107505139A (zh) 一种整车疲劳测试方法及装置
CN114462188A (zh) 道路载荷测试方法、装置、电子设备及存储介质
CN115310308B (zh) 一种悬架系统耐久试验优化方法、装置、设备及存储介质
CN111090959A (zh) 车辆载荷谱获取方法和系统
CN116432426A (zh) 车载动力电池评估方法、可读存储介质及计算机设备
CN113609613B (zh) 一种识别转向节多轴断裂失效的分析方法
CN114048553B (zh) 基于vpg载荷的零部件耐久dv试验方法、装置与设备
Chang et al. Analysis of rollover behavior of SUVs in the early phase of chassis development
CN112240352B (zh) 一种轮毂轴承的有限元分析方法及其系统
CN111709160B (zh) 一种基于卡车底盘的行驶动态性能分析优化方法及系统
CN111241724B (zh) 一种宽体矿用车车架疲劳寿命预测方法
CN111931407A (zh) 一种基于长期监测数据的结构可靠度评估预测方法及系统
Hatekar et al. Silent block bush design and optimization for pick-up truck leaf spring
Patrik Nordberg An iterative approach to road/profile identification utilizing wavelet parameterization
CN116629078B (zh) 一种汽车疲劳寿命耐久性预测方法及系统
Gopalakrishnan et al. Durability analysis of full automotive body structures
Kulagin et al. Modern approaches of vehicle suspension durability evaluation at early stages of development
Rezayat et al. Influence of internal loads on the accuracy of durability tests of a vehicle on a test rig [C]

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant