CN120028059B - 一种在线评估车辆零部件寿命的方法和装置 - Google Patents
一种在线评估车辆零部件寿命的方法和装置Info
- Publication number
- CN120028059B CN120028059B CN202510500603.6A CN202510500603A CN120028059B CN 120028059 B CN120028059 B CN 120028059B CN 202510500603 A CN202510500603 A CN 202510500603A CN 120028059 B CN120028059 B CN 120028059B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vehicle
- chassis component
- wheel center
- load
- component
- 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
Links
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
- G01M17/00—Testing of vehicles
- G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
- G01M17/04—Suspension or damping
-
- 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
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; 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 OR CALCULATING; 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 OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/04—Ageing analysis or optimisation against ageing
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; 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)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
本发明提供一种在线评估车辆零部件寿命的方法和装置,该方法根据车辆运行过程中获取车辆的轮心六分力,确定车辆的悬架系统中各个底盘零部件的实时载荷;根据轮心六分力、各个底盘零部件的实时载荷和强度承载能力载荷,确定各个底盘零部件的变形状态;基于各个底盘零部件的变形状态、实时载荷和伪损伤基数,确定各个底盘零部件的剩余寿命;根据各个底盘零部件的变形状态和剩余寿命,结合轮心六分力与预设的驾驶员冲击感受阈值,发出对应的底盘零部件状态通知,实现了对车辆底盘零部件的变形状态和剩余寿命进行准确的分级量化评估,并进行实时状态通知,能够避免行车过程中对底盘零部件状态的误诊与漏诊,保证行车的安全性。
Description
技术领域
本申请涉及车辆工程技术领域,具体涉及一种在线评估车辆零部件寿命的方法和装置。
背景技术
车辆底盘零部件作为承载件,其寿命直接影响了车辆的安全性能。在车辆研发阶段,通常会通过数据分析、仿真模拟、实车测试以及用户调研等手段,对底盘零部件进行严谨的分析验证。
车辆的实际使用环境复杂多变,包括用户驾驶习惯和道路工况等多种因素,其中的一些极端工况会对底盘零部件的寿命产生显著影响,进而影响行车安全。如突如其来的路面坑洼、急转弯或紧急制动等,这些工况往往给车辆底盘零部件带来较大的冲击。
现有技术中,驾驶员往往只能依赖自身的主观感受来判断冲击的严重程度,无法量化评估这些冲击对底盘零部件造成的具体损伤。然而这种判断往往存在误差,当驾驶员主观感受到较大的冲击时,如果实际损伤并未超出底盘零部件的承受范围,那么频繁前往维修中心进行检测不仅耗费大量的人力物力,还可能造成不必要的恐慌。反之,如果实际冲击较大但驾驶员未能及时察觉,底盘零部件的损伤可能逐渐累积,最终导致严重的安全问题,如车辆失控、部件断裂等,给驾驶员和乘客的生命安全带来严重威胁。
发明内容
本申请提供一种在线评估车辆零部件寿命的方法和装置,实现了对车辆底盘零部件的变形状态和剩余寿命进行准确的量化评估,并进行状态通知,能够避免行车过程中对零部件状态的误诊与漏诊,保证行车的安全性。
第一方面,本申请实施例提供在线评估车辆零部件寿命的方法,所述在线评估车辆零部件寿命的方法包括:
在车辆运行过程中获取所述车辆的轮心六分力,并根据所述轮心六分力确定所述车辆的悬架系统中各个底盘零部件的实时载荷;
根据所述轮心六分力、各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的强度承载能力载荷,确定各个底盘零部件的变形状态;
基于各个底盘零部件的变形状态,根据各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的伪损伤基数,确定各个底盘零部件的剩余寿命;
根据各个底盘零部件的变形状态和剩余寿命,结合所述轮心六分力与预设的驾驶员冲击感受阈值,发出对应的底盘零部件状态通知。
结合第一方面,在一种实施方式中,在车辆运行过程中获取所述车辆的轮心六分力,包括:
根据在所述车辆运行过程中采集的所述车辆的簧下加速度、簧上加速度以及簧上簧下相对压缩位移,计算所述车辆的轮心六分力。
结合第一方面,在一种实施方式中,所述根据在所述车辆运行过程中采集的所述车辆的簧下加速度、簧上加速度以及簧上簧下相对压缩位移,计算所述车辆的轮心六分力,包括:
根据所述悬架系统的垂直向刚度、簧上簧下相对压缩位移、所述悬架系统的垂直向阻尼系数、簧上簧下相对压缩速度、所述车辆的簧下质量,以及簧下垂直向加速度,计算得到所述车辆的轮心法向力;
根据所述车辆的制动液压管路压力、制动轮缸活塞面积、制动轮缸活塞到轮轴的半径,计算得到轮心制动力矩;
当簧下垂直加速度大于或等于预设的第一加速度阈值,或簧上垂直加速度大于或等于预设的第二加速度阈值时,根据所述簧下质量、簧下纵向加速度、所述悬架系统的纵向刚度,以及簧下相对簧上的纵向位移,计算得到所述车辆的轮心纵向力;
当簧下垂直加速度小于预设的第一加速度阈值且簧上垂直加速度小于预设的第二加速度阈值时,若所述车辆为加速状态,则根据簧上纵向加速度确定整车纵向力矩,并根据整车纵向力矩分得到所述车辆的轮心纵向力,若所述车辆为制动状态,则根据所述轮心制动力矩和所述车辆的车轮滚动半径计算的带所述车辆的轮心纵向力;
根据所述车辆的前轴整体质量和前轴侧向加速度,计算得到所述车辆的轮心侧向力;
根据所述轮心侧向力、车轮滚动半径,以及车轮侧向受力点与轮心的距离,计算得到轮心翻转力矩;
根据所述车辆的转向拉杆轴向力和转向拉杆球销作用点到主销之间的作用距离,计算得到轮心回正力矩。
结合第一方面,在一种实施方式中,在根据所述轮心六分力、各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的强度承载能力载荷,确定各个底盘零部件的变形状态之前,还包括:
获取在台架强度试验中各个底盘零部件各个方向的强度承载能力载荷,其中所述强度承载能力载荷包括屈服点载荷和等效塑性应变PEEQ2%点载荷,以及大变形点载荷或者断裂点载荷;
针对各个底盘零部件各个方向在屈服点载荷之后大变形点载荷或者断裂点载荷之前的每一个载荷值,结合对应的等效塑性应变量,构建对应的映射关系;
将各个底盘零部件各个方向的强度承载能力载荷分别转化为对应的转化轮心载荷,得到各个底盘零部件各个方向的屈服点转化轮心载荷和PEEQ2%点转化轮心载荷,以及大变形点转化轮心载荷或者断裂点转化轮心载荷。
结合第一方面,在一种实施方式中,根据所述轮心六分力、各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的强度承载能力载荷,确定各个底盘零部件的变形状态,包括:
对于任意底盘零部件,当所述轮心六分力均小于或等于该底盘零部件各个方向的屈服点转化轮心载荷时,确定该底盘零部件的变形状态为未发生等效塑性应变;
当所述轮心六分力大于该底盘零部件任意方向的屈服点转化轮心载荷,且均小于或等于各个方向的PEEQ2%点转化轮心载荷时,确定该底盘零部件发生一级等效塑性应变,并根据该底盘零部件的实时载荷查找所述映射关系,得到该底盘零部件的最大等效塑性应变量;
当所述轮心六分力大于该底盘零部件任意方向的PEEQ2%点转化轮心载荷,且均小于各个方向的大变形点转化轮心载荷或者断裂点转化轮心载荷时,确定该底盘零部件发生二级等效塑性应变,并根据该底盘零部件的实时载荷查找所述映射关系,得到该底盘零部件的最大等效塑性应变量;
当所述轮心六分力大于或等于该底盘零部件任意方向的大变形点转化轮心载荷或者断裂点转化轮心载荷时,确定该底盘零部件大变形或断裂。
结合第一方面,在一种实施方式中,在基于各个底盘零部件的变形状态,根据各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的伪损伤基数,确定各个底盘零部件的剩余寿命之前,还包括:
将所述车辆进行试验场耐久试验时,各个底盘零部件各个方向的Q倍试验场耐久载荷伪损伤作为对应底盘零部件各个方向的伪损伤基数。
结合第一方面,在一种实施方式中,所述基于各个底盘零部件的变形状态,根据各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的伪损伤基数,确定各个底盘零部件的剩余寿命,包括:
对于任意底盘零部件,当该底盘零部件未发生等效塑性应变时,根据所述轮心六分力通过雨流计数算法实时计算该底盘零部件各个方向的累积伪损伤,将该底盘零部件各个方向的累积伪损伤与对应方向的伪损伤基数相除,得到各个方向的使用寿命,根据最大的使用寿命确定该底盘零部件的剩余寿命;
当该底盘零部件的变形状态为一级等效塑性应变或者二级等效塑性应变时,根据该零部件的材料类型、最大等效塑性应变量计算该底盘零部件的冲击载荷损伤,并根据所述冲击载荷损伤和对应方向的伪损伤基数,得到该底盘零部件的损伤寿命和剩余寿命;
当该底盘零部件的变形状态为大变形或断裂时,确定该底盘零部件的剩余寿命为零。
结合第一方面,在一种实施方式中,所述根据各个底盘零部件的变形状态和剩余寿命,结合所述轮心六分力与预设的驾驶员冲击感受阈值,发出对应的底盘零部件状态通知,包括:
当所述悬架系统中所有底盘零部件均未发生塑性应变时,若所述轮心纵向力大于驾驶员冲击纵向感受阈值、所述轮心侧向力大于驾驶员冲击侧向感受阈值或者轮心法向力大于驾驶员冲击法向感受阈值,则发出用于指示底盘零部件无损伤的第一状态通知,否则,不发出状态通知;
当存在底盘零部件发生一级等效塑性应变时,发出用于指示底盘零部件发生一级等效塑性应变的第二状态通知,并同步显示发生一级等效塑性应变的地盘零部件和其剩余寿命;
当存在底盘零部件发生二级等效塑性应变时,发出用于指示底盘零部件发生二级等效塑性应变需小心驾驶的第三状态通知,并同步显示发生二级等效塑性应变的底盘零部件和其剩余寿命;
当存在底盘零部件大变形或断裂时,发出用于指示底盘零部件大变形或者断裂无法安全行车的第四状态通知,并同步显示大变形或者断裂的底盘零部件,且向售后端发送底盘零部件状态。
结合第一方面,在一种实施方式中:
所述驾驶员冲击纵向感受阈值为M倍所述车辆的最大可承载轮荷;
所述驾驶员冲击侧向感受阈值为N倍所述车辆的最大可承载轮荷;
所述驾驶员冲击法向感受阈值为R倍所述车辆的最大可承载轮荷。
第二方面,本申请实施例提供了一种在线评估车辆零部件寿命的装置,所述在线评估车辆零部件寿命的装置包括:
获取模块,其用于在车辆运行过程中获取所述车辆的轮心六分力,并根据所述轮心六分力确定所述车辆的悬架系统中各个底盘零部件的实时载荷;
第一确定模块,其用于根据所述轮心六分力、各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的强度承载能力载荷,确定各个底盘零部件的变形状态;
第二确定模块,其用于基于各个底盘零部件的变形状态,根据各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的伪损伤基数,确定各个底盘零部件的剩余寿命;
通知模块,其用于根据各个底盘零部件的变形状态和剩余寿命,结合所述轮心六分力与预设的驾驶员冲击感受阈值,发出对应的底盘零部件状态通知。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果包括:
通过在车辆运行过程中获取所述车辆的轮心六分力,并根据所述轮心六分力确定所述车辆的悬架系统中各个底盘零部件的实时载荷;根据所述轮心六分力、各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的强度承载能力载荷,确定各个底盘零部件的变形状态;基于各个底盘零部件的变形状态,根据各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的伪损伤基数,确定各个底盘零部件的剩余寿命;根据各个底盘零部件的变形状态和剩余寿命,结合所述轮心六分力与预设的驾驶员冲击感受阈值,发出对应的底盘零部件状态通知,实现了对车辆底盘零部件的变形状态和剩余寿命进行准确的分级量化评估,并进行实时状态通知,能够避免行车过程中对底盘零部件状态的误诊与漏诊,保证行车的安全性,同时降低车辆经过复杂路况时驾驶人员的恐慌心理。
附图说明
图1为本申请在线评估车辆零部件寿命的方法一实施例的流程示意图;
图2为底盘零部件强度承载能力载荷分布示意图;
图3为底盘零部件耐久承载能力伪损伤分布示意图;
图4为本申请在线评估车辆零部件寿命的装置一实施例的功能模块示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,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,所描述的实施例仅仅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,都属于本申请保护的范围。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
第一方面,本申请实施例提供一种在线评估车辆零部件寿命的方法。
一实施例中,参照图1,图1为本申请在线评估车辆零部件寿命的方法第一实施例的流程示意图。如图1所示,在线评估车辆零部件寿命的方法包括:
步骤S101、在车辆运行过程中获取所述车辆的轮心六分力,并根据所述轮心六分力确定所述车辆的悬架系统中各个底盘零部件的实时载荷。
步骤S102、根据所述轮心六分力、各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的强度承载能力载荷,确定各个底盘零部件的变形状态。
步骤S103、基于各个底盘零部件的变形状态,根据各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的伪损伤基数,确定各个底盘零部件的剩余寿命。
步骤S104、根据各个底盘零部件的变形状态和剩余寿命,结合所述轮心六分力与预设的驾驶员冲击感受阈值,发出对应的底盘零部件状态通知。
值得说明的是,本实施例过在线获取的车辆的轮心受力情况实时量化计算各个底盘零部件的变形状态和剩余寿命,并将底盘零部件状态进行实时通知,能够帮助驾驶员及时知晓车辆零部件的准确状态,避免行车过程中对底盘零部件状态的误诊与漏诊,保证行车的安全性,同时降低车辆经过复杂路况驾驶员主观感受到较大的冲击时的恐慌心理。
本申请在线评估车辆零部件寿命的方法能够应用于不同类型的悬架系统的不同底盘零部件中。以前双叉臂前悬架为例,其底盘零部件包括转向节、下摆臂、上摆臂和副车架。
值得说明的是,各个底盘零部件的强度承载能力载荷,以及各个底盘零部件的伪损伤基数是预先获取并预置于车辆的运算模块中的。下面对各个零部件的强度承载能力载荷和伪损伤基数的获取方法进行说明。
一实施例中,获取各个底盘零部件的强度承载能力载荷具体包括以下步骤:
步骤S201、获取在台架强度试验中各个底盘零部件各个方向的强度承载能力载荷,其中所述强度承载能力载荷包括屈服点载荷和等效塑性应变PEEQ2%点载荷,以及大变形点载荷或者断裂点载荷。
示范性的,可以对每个底盘零部件进行台架试验,或者对车辆进行CAE仿真,可以获取到每个底盘零部件每个受力方向加载到破坏的力位移曲线,其横坐标为底盘零部件的变形量,其纵坐标为加载在底盘零部件上的载荷,从力位移曲线中可以获取对应底盘零部件对应方向的强度承载能力载荷。如图2所示,每个底盘零部件的每个方向都有对应的屈服点载荷和PEEQ=2%点载荷,以及大变形点载荷或断裂点载荷。
以下底盘零部件摆臂为例,下摆臂球头X方向、球头Y方向、球头Z方向的屈服点载荷和PEEQ=2%点载荷,以及大变形点载荷或断裂点载荷如表1所示:
表1下摆臂各个方向的强度承载能力载荷
步骤S202、针对各个底盘零部件各个方向在屈服点载荷之后大变形点载荷或者断裂点载荷之前的每一个载荷值,结合对应的等效塑性应变量,构建对应的映射关系。
值得说明的是,在屈服点载荷之前,底盘零部件发生的变形为弹性形变,在施加于其上的载荷取消后即可恢复原本形状。而当底盘零部件超过屈服点之后,在断裂或大变形发生前,任何一个载荷值,均能对应到一个等效塑性应变。因此可以构建屈服点载荷之后大变形点载荷或者断裂点载荷之前的每一个载荷值与对应等效塑性应变量的映射关系。
步骤S203、可以通过预先建立的所述车辆的整车动力学多体模型,根据对应的转化系数,将各个底盘零部件各个方向的强度承载能力载荷分别转化为对应的转化轮心载荷,从而得到各个底盘零部件各个方向的屈服点转化轮心载荷和PEEQ2%点转化轮心载荷,以及大变形点转化轮心载荷或者断裂点转化轮心载荷。其中的将强度承载能力载转化为轮心载荷时的转化方法在相关公开技术中已有记载,在此不在赘述。
进一步的,获取各个底盘零部件的强度承载能力载荷具体包括以下步骤:
将所述车辆进行试验场耐久试验时,各个底盘零部件各个方向的Q倍试验场耐久载荷伪损伤作为对应底盘零部件各个方向的伪损伤基数。
解释性的,底盘零部件承载能力伪损伤与试验场耐久载荷伪损伤相对关系如图3所示。通常底盘零部件寿命至少是试验场耐久试验寿命的4倍以上。统计试验场耐久轮心载荷的伪损伤后,由于用户使用车辆时的环境(高温、腐蚀)不一致,为了方便计算,本实施例中将每个零部件寿命归一化处理定义试验场1倍寿命,并将载荷达到该点作为用户必须检查点,保证行车安全。
示范性的,本实施例将各个底盘零部件各个方向的1倍的试验场耐久载荷伪损伤作为对应底盘零部件各个方向的伪损伤基数。下摆臂各个方向伪损伤基数如表2所示:
表2 下摆臂各个方向的伪损伤基数
作为一种优选的实施方式,驾驶员冲击感受阈值也是预先预置于车辆的运算模块中的,驾驶员冲击感受阈值包括驾驶员冲击纵向感受阈值、驾驶员冲击侧向感受阈值和驾驶员冲击法向感受阈值。
所述驾驶员冲击纵向感受阈值为M倍所述车辆的最大可承载轮荷;所述驾驶员冲击侧向感受阈值为N倍所述车辆的最大可承载轮荷;所述驾驶员冲击法向感受阈值为R倍所述车辆的最大可承载轮荷。
示范性的,本实施例中驾驶员冲击纵向感受阈值为2倍所述车辆的最大可承载轮荷,所述驾驶员冲击侧向感受阈值为1.5倍所述车辆的最大可承载轮荷;所述驾驶员冲击法向感受阈值为2倍所述车辆的最大可承载轮荷。这里的驾驶员冲击感受阈值用于模拟驾驶员主观感受中,过一个坑是认为“车辆已有损坏需要停车检测或售后检测”的阈值点。
当底盘零部件的强度承载能力载荷、伪损伤基数以及驾驶员冲击感受阈值预置于车辆运算模块之后,即可进行对车辆底盘零部件的寿命进行在线评估。
值得说明的是,步骤S101中在车辆运行过程中获取所述车辆的轮心六分力时,由于用户的车辆不能像试验车辆采用各种轮心六分力专用传感器来采集获取轮心六分力,本实施例采用一系列车载传感器实时采集一些物理量后通过转化估算计算轮心力。
一实施例中,根据在所述车辆运行过程中采集的所述车辆的簧下加速度、簧上加速度以及簧上簧下相对压缩位移,计算所述车辆的轮心六分力。
其中,轮心六分力包括:轮心纵向力Fx、轮心侧向力Fy、轮心法向力Fz、轮心翻转力矩Mx、轮心制动力矩My以及轮心回正力矩Mz。车辆的簧上是指被悬挂系统支撑的部分,包括车身、车架、动力系统等,簧下是指未被悬挂系统支撑的部分,包括悬架、车轮和制动系统等。
本实施例中采集的簧下加速度包括簧下纵向(X向)加速度ax1、簧下侧向(Y向)加速度ay1和簧下垂直(Z向)加速度az1;簧上加速度包括簧上纵向加速度ax2、簧上侧向加速度ay2和簧上垂直加速度az2。簧上簧下相对压缩位移是通过高度传感器实时测量的簧上簧下相对压缩位移。
具体来说,根据所述悬架系统的垂直向刚度、簧上簧下相对压缩位移、所述悬架系统的垂直向阻尼系数、簧上簧下相对压缩速度、所述车辆的簧下质量,以及簧下垂直向加速度,计算得到所述车辆的轮心法向力:
Fz=Kz*h+Dz* h′+M1*az1
式中,Fz为轮心法向力,Kz为悬架系统的垂直向刚度,h为簧上簧下相对压缩位移,Dz为悬架系统的垂直向阻尼系数,h′为簧上簧下相对压缩位移h对时间的导数,即簧上簧下相对压缩速度,M1为所述车辆的簧下质量,az1为簧下垂直向加速度。
其中,簧下质量是指不被悬挂系统支撑的质量,通常包括车轮、轮胎、制动系统(如刹车盘、刹车卡钳)以及悬架部件(如弹簧、减震器、连杆等)。悬架系统的垂直向刚度Kz需要预先通过台架试验或者仿真获取,值得注意的是不仅仅是线性段的刚度,本案例定义需要一直加载力加载到整个悬架系统出现失效为止,记录此时的力位移曲线作为刚度曲线,通常是力越大,非线性越明显。
进一步的,采集车辆的制动液压管路压力,根据所述车辆的制动液压管路压力、制动轮缸活塞面积、制动轮缸活塞到轮轴的半径,计算得到轮心制动力矩:
My=2*P*s*r
式中,P为车辆的制动液压管路压力、s为制动轮缸活塞面积、r为制动轮缸活塞到轮轴的半径。
解释性的,当车辆制动时制动力矩加载到悬架,悬架受力需要重新加上制动力矩,由于驱动力矩反作用力由车轮-传动轴-电机-车身,因此悬架计算时忽略驱动力矩,即只有在制动作用时,不管路面的是否有冲击,My方向的力矩传递到悬架上的只有制动提供My。
进一步的,当簧下垂直加速度大于或等于预设的第一加速度阈值,或簧上垂直加速度大于或等于预设的第二加速度阈值时,根据所述簧下质量、簧下纵向加速度、所述悬架系统的纵向刚度,以及簧下相对簧上的纵向位移,计算得到所述车辆的轮心纵向力。
示范性的,本实施例中的第一加速度阈值为5g,加速度阈值为0.5g,g为重力加速度。也就是当az1≥5g或者az2≥0.5g时,根据所述簧下质量、簧下纵向加速度、所述悬架系统的纵向刚度,以及簧下相对簧上的纵向位移,计算得到所述车辆的轮心纵向力:
Fx=M1*ax1+Kx*Disp_X
式中,Fx为轮心纵向力,M1为簧下质量、ax1为簧下纵向加速度、Kx为悬架系统的纵向刚度,Disp_X为簧下相对簧上的纵向位移。
其中,可以通过簧下和簧上纵向加速度的50hz低通滤波,然后积分得到速度,再积分可以得到位移,两者位移差即为簧下质量相对簧上质量纵向(X向)的位移Disp_X。悬架系统的纵向刚度Kx需要用台架试验或者仿真获取,值得注意的是不仅仅是线性段的刚度,本案例定义需要一直加载力加载到整个悬架系统出现失效为止,记录此时的力位移曲线作为刚度曲线,通常是力越大,非线性越明显。
当簧下垂直加速度小于预设的第一加速度阈值且簧上垂直加速度小于预设的第二加速度阈值时,若所述为加速状态,则根据簧上纵向加速度确定整车纵向力矩,并根据整车纵向力矩分得到所述车辆的轮心纵向力,若所述车辆为制动状态,则根据所述轮心制动力矩和所述车辆的车轮滚动半径计算的带所述车辆的轮心纵向力。
示范性的,当az1<5g且az2<0.5g且车辆加速时,将根据簧上纵向加速度计算整车纵向力矩,根据前后扭矩分配比例将整车纵向力矩分配到四个车轮,从而得到车辆的轮心纵向力。
当az1<5g且az2<0.5g且车辆制动时,将所述轮心制动力矩除以所述车辆的车轮滚动半径得到车辆的轮心纵向力。
进一步的,由于车辆悬架侧向(Y向)刚度非常大,所以简化采用根据所述车辆的前轴整体质量和前轴侧向加速度,计算得到所述车辆的轮心侧向力
FY =(M_front)*ay_front
其中,M_front为车辆的前轴整体质量、ay_front为车辆前轴侧向加速度。
进一步的,统一将车轮侧向(Y向)受力点距离轮心的距离为滚动半径-100mm作为加载点,根据所述轮心侧向力、车轮滚动半径,以及车轮侧向受力点与轮心的距离,计算得到轮心翻转力矩:
Mx=Fy*(滚动半径-100mm)
式中,Mx为轮心翻转力矩,Fy为轮心侧向力。
进一步的,根据所述车辆的转向拉杆轴向力和转向拉杆球销作用点到主销之间的作用距离,计算得到轮心回正力矩:
Mz=F*L
其中,Mz为轮心回正力矩、F为车辆的转向拉杆轴向力,L为转向拉杆球销作用点到主销之间的作用距离。
通过上述方法获得了轮心六分力,并通过预先定义的多体模型,可以实时将得到的轮心六分力转换为悬架系统中各个底盘零部件各个方向的实时载荷,从而可以获取每个底盘零部件的各个方向的力-时域曲线,具体转化方法在此不再赘述。
一实施例中,步骤S102中根据所述轮心六分力、各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的强度承载能力载荷,确定各个底盘零部件的变形状态,具体包括:
步骤S1021、对于任意底盘零部件,当所述轮心六分力均小于或等于该底盘零部件各个方向的屈服点转化轮心载荷时,确定该底盘零部件的变形状态为未发生等效塑性应变。
步骤S1022、当所述轮心六分力大于该底盘零部件任意方向的屈服点转化轮心载荷,且均小于或等于各个方向的PEEQ2%点转化轮心载荷时,确定该底盘零部件发生一级等效塑性应变,并根据该底盘零部件的实时载荷查找所述映射关系,得到该底盘零部件的最大等效塑性应变量。
解释性的,轮心六分力可能会大于该底盘零部件多个方向(以两个方向为例)的屈服点转化轮心载荷,分别根据这两个方向的实时载荷分别查找对应方向的映射关系,得到两个方向的实时载荷对应的等效塑性应变量,并确定二者中的最大等效塑性应变量,作为还底盘零部件最终的等效塑形应变量。
步骤S1023、当所述轮心六分力大于该底盘零部件任意方向的PEEQ2%点转化轮心载荷,且均小于各个方向的大变形点转化轮心载荷或者断裂点转化轮心载荷时,确定该底盘零部件发生二级等效塑性应变,并根据该底盘零部件的实时载荷查找所述映射关系,得到该底盘零部件的最大等效塑性应变量。
这里最大等效塑性应变量的确定方法与上述相同,在此不再赘述。
步骤S1024、当所述轮心六分力大于或等于该底盘零部件任意方向的大变形点转化轮心载荷或者断裂点转化轮心载荷时,确定该底盘零部件大变形或断裂。
一实施例中,步骤S103中基于各个底盘零部件的变形状态,根据各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的伪损伤基数,确定各个底盘零部件的剩余寿命,具体包括:
步骤S1031、对于任意底盘零部件,当该底盘零部件未发生等效塑性应变时,根据所述轮心六分力通过雨流计数算法实时计算该底盘零部件各个方向的累积伪损伤,将该底盘零部件各个方向的累积伪损伤与对应方向的伪损伤基数相除,得到各个方向的使用寿命,根据最大的使用寿命确定该底盘零部件的剩余寿命。
示范性的,当一个底盘零部件未发生等效塑性应变时,直接通过雨流计数实时计算其每个方向的累计伪损伤。以下摆臂为例,其每个方向的累计伪损伤如表3所示。将各个方向的累计伪损伤与表2中预先定义的各个方向的伪损伤基数相除,得到各个方向的伪损伤相对比例,作为各个方向的使用寿命。提取最大的使用寿命,如表3中提取轮心Z向相对比例10%作为最大用寿命,则计算下摆臂的剩余寿命为1-10%=90%。
表3下摆臂各个方向的累计伪损伤和相对比例
步骤S1032、当该底盘零部件的变形状态为一级等效塑性应变或者二级等效塑性应变时,根据该零部件的材料类型、最大等效塑性应变量计算该底盘零部件的冲击载荷损伤,并根据所述冲击载荷损伤和对应方向的伪损伤基数,得到该底盘零部件的损伤寿命和剩余寿命。
示范性的,当底盘零部件的变形状态为一级等效塑性应变或者二级等效塑性应变,且该底盘零部件的材料为铝合金材料时,根据以下公式计算其冲击载荷损伤:
Damage=2/(10^log10(W)/0.35)/(-0.69)
其中,Damage为冲击载荷损伤,W为该零部件的最大等效塑性应变量。
当该底盘零部件的材料为钢材时,根据以下公式计算其冲击载荷损伤:
Damage=2/(10^log10(W)/0.59)/(-0.58)
其中,Damage为冲击载荷损伤,W为该零部件的最大等效塑性应变量。
该底盘零部件损伤寿命为=(Damage/对应方向的伪损伤基数)*100%,此时,该底盘零部件的剩余寿命=该底盘零部件未发生等效塑性应变时的剩余寿命-该底盘零部件的损伤寿命。
步骤S1033、当该底盘零部件的变形状态为大变形或断裂时,确定该底盘零部件的剩余寿命为零。
一实施例中,步骤S104根据各个底盘零部件的变形状态和剩余寿命,结合所述轮心六分力与预设的驾驶员冲击感受阈值,发出对应的底盘零部件状态通知,具体包括:
步骤S1041、当所述悬架系统中所有底盘零部件均未发生塑性应变时,若所述轮心纵向力大于驾驶员冲击纵向感受阈值、所述轮心侧向力大于驾驶员冲击侧向感受阈值或者轮心法向力大于驾驶员冲击法向感受阈值,则发出用于指示底盘零部件无损伤的第一状态通知,否则,不发出状态通知。
解释性的,本实施中设置驾驶员冲击感受阈值用于模拟驾驶员主观感受中,过一个坑是认为“车辆已有损坏需要停车检测或售后检测”的阈值点。当轮心力大于驾驶员冲击感受阈值时,此时用户感受可能感受到驾驶情况恶劣,不放心车辆底盘状态,而此时各个底盘零部件均未超过屈服点,单次冲击的损伤还是比较小,可以通过中控通知或者语音提示等方式发出用于指示底盘零部件无损伤的第一状态通知,从而缓解驾驶人员的恐慌心理。当轮心力未超过驾驶员冲击感受阈值时,表示当前冲击未给驾驶员带来恐慌感,因此不会有状态通知,使驾驶员专注驾车。
步骤S1042、当存在底盘零部件发生一级等效塑性应变时,发出用于指示底盘零部件发生一级等效塑性应变的第二状态通知,并同步显示发生一级等效塑性应变的地盘零部件和其剩余寿命。
解释性的,以底盘零部件为下摆臂铝制件为例,其在承受屈服点载荷4000次后寿命才会大大降低。然后当载荷达到PEEQ2%对应的载荷时,只能承受约15次冲击,寿命就会严重降低。但是作为设计时已考虑的点,在底盘零部件变形量处于屈服点与PEEQ2%的点之间时,并不影响正常行驶,此时提醒驾驶员冲击载荷虽然较大,该次尽管损伤寿命值较大,为(Damage/1)*100%,不过设计已考虑,提示谨慎驾驶,并同步显示底盘略微受损的底盘零部件,此时底盘零部件存在塑性小变形,但对行驶影响较小,并同步显示剩余寿命。
步骤S1043、当存在底盘零部件发生二级等效塑性应变时,发出用于指示底盘零部件发生二级等效塑性应变需小心驾驶的第三状态通知,并同步显示发生二级等效塑性应变的底盘零部件和其剩余寿命。
示范性的,当实时计算的轮心载荷大于底盘零部件PEEQ2%点小于大变形点或断裂极限点,此时底盘零部件已接近开裂极限,或者有零部件产生了大变形(驾驶员明显能够感受到异常),中控直接警告驾驶员,小心车辆损坏,安全操作,慢速行驶至最近的售后点进行检测。
步骤S1044、当存在底盘零部件大变形或断裂时,发出用于指示底盘零部件大变形或者断裂无法安全行车的第四状态通知,并同步显示大变形或者断裂的底盘零部件,且向售后端发送底盘零部件状态。
值得说明的是,当底盘零部件的变形量超过断裂极限,无法继续安全行车,此时驾驾驶员明显能够感受到异常。售后及时跟进了解驾驶员安全状态,询问是否需要帮助,比如拖车等。
本申请实施例提供的在线评估车辆零部件寿命的方法,通过量化计算底盘零部件损伤并进行分级,实现了从传统主观评断到客观数据判断的转变。该方法能够根据车辆实际运行过程中的受力,精准评估底盘零部件的损伤状态,并根据损伤程度提醒驾驶员是否需要进行检查处理。这不仅避免了行车过程中可能出现的误诊与漏诊,还显著提升了行车安全性,同时降低车辆经过复杂路况时驾驶人员的恐慌心理。该方法还具备实时计算和显示底盘零部件剩余寿命百分比的功能,能够帮助用户随时判断是否需要进行底盘零部件的维护保养或更换,从而提高零部件的使用寿命和使用可靠性。
第二方面,本申请实施例还提供一种在线评估车辆零部件寿命的装置。
一实施例中,参照图4,图4为本申请在线评估车辆零部件寿命的装置一实施例的功能模块示意图。如图4所示,在线评估车辆零部件寿命的装置包括:
获取模块,其用于在车辆运行过程中获取所述车辆的轮心六分力,并根据所述轮心六分力确定所述车辆的悬架系统中各个底盘零部件的实时载荷;
第一确定模块,其用于根据所述轮心六分力、各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的强度承载能力载荷,确定各个底盘零部件的变形状态;
第二确定模块,其用于基于各个底盘零部件的变形状态,根据各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的伪损伤基数,确定各个底盘零部件的剩余寿命;
通知模块,其用于根据各个底盘零部件的变形状态和剩余寿命,结合所述轮心六分力与预设的驾驶员冲击感受阈值,发出对应的底盘零部件状态通知。进一步地,一实施例中,所述获取模块还用于:
根据在所述车辆运行过程中采集的所述车辆的簧下加速度、簧上加速度以及簧上簧下相对压缩位移,计算所述车辆的轮心六分力。
进一步地,一实施例中,所述获取模块还用于:
根据所述悬架系统的垂直向刚度、簧上簧下相对压缩位移、所述悬架系统的垂直向阻尼系数、簧上簧下相对压缩速度、所述车辆的簧下质量,以及簧下垂直向加速度,计算得到所述车辆的轮心法向力;
根据所述车辆的制动液压管路压力、制动轮缸活塞面积、制动轮缸活塞到轮轴的半径,计算得到轮心制动力矩;
当簧下垂直加速度大于或等于预设的第一加速度阈值,或簧上垂直加速度大于或等于预设的第二加速度阈值时,根据所述簧下质量、簧下纵向加速度、所述悬架系统的纵向刚度,以及簧下相对簧上的纵向位移,计算得到所述车辆的轮心纵向力;
当簧下垂直加速度小于预设的第一加速度阈值且簧上垂直加速度小于预设的第二加速度阈值时,若所述车辆为加速状态,则根据簧上纵向加速度确定整车纵向力矩,并根据整车纵向力矩分得到所述车辆的轮心纵向力,若所述车辆为制动状态,则根据所述轮心制动力矩和所述车辆的车轮滚动半径计算的带所述车辆的轮心纵向力;
根据所述车辆的前轴整体质量和前轴侧向加速度,计算得到所述车辆的轮心侧向力;
根据所述轮心侧向力、车轮滚动半径,以及车轮侧向受力点与轮心的距离,计算得到轮心翻转力矩;
根据所述车辆的转向拉杆轴向力和转向拉杆球销作用点到主销之间的作用距离,计算得到轮心回正力矩。
进一步地,一实施例中,该装置还用于:
获取在台架强度试验中各个底盘零部件各个方向的强度承载能力载荷,其中所述强度承载能力载荷包括屈服点载荷和等效塑性应变PEEQ2%点载荷,以及大变形点载荷或者断裂点载荷;
针对各个底盘零部件各个方向在屈服点载荷之后大变形点载荷或者断裂点载荷之前的每一个载荷值,结合对应的等效塑性应变量,构建对应的映射关系;
将各个底盘零部件各个方向的强度承载能力载荷分别转化为对应的转化轮心载荷,得到各个底盘零部件各个方向的屈服点转化轮心载荷和PEEQ2%点转化轮心载荷,以及大变形点转化轮心载荷或者断裂点转化轮心载荷。
进一步地,一实施例中,所述第一确定模块还用于:
对于任意底盘零部件,当所述轮心六分力均小于或等于该底盘零部件各个方向的屈服点转化轮心载荷时,确定该底盘零部件的变形状态为未发生等效塑性应变;
当所述轮心六分力大于该底盘零部件任意方向的屈服点转化轮心载荷,且均小于或等于各个方向的PEEQ2%点转化轮心载荷时,确定该底盘零部件发生一级等效塑性应变,并根据该底盘零部件的实时载荷查找所述映射关系,得到该底盘零部件的最大等效塑性应变量;
当所述轮心六分力大于该底盘零部件任意方向的PEEQ2%点转化轮心载荷,且均小于各个方向的大变形点转化轮心载荷或者断裂点转化轮心载荷时,确定该底盘零部件发生二级等效塑性应变,并根据该底盘零部件的实时载荷查找所述映射关系,得到该底盘零部件的最大等效塑性应变量;
当所述轮心六分力大于或等于该底盘零部件任意方向的大变形点转化轮心载荷或者断裂点转化轮心载荷时,确定该底盘零部件大变形或断裂。
进一步地,一实施例中,该装置还用于:
将所述车辆进行试验场耐久试验时,各个底盘零部件各个方向的Q倍试验场耐久载荷伪损伤作为对应底盘零部件各个方向的伪损伤基数。
进一步地,一实施例中,所述第二确定模块还用于:
对于任意底盘零部件,当该底盘零部件未发生等效塑性应变时,根据所述轮心六分力通过雨流计数算法实时计算该底盘零部件各个方向的累积伪损伤,将该底盘零部件各个方向的累积伪损伤与对应方向的伪损伤基数相除,得到各个方向的使用寿命,根据最大的使用寿命确定该底盘零部件的剩余寿命;
当该底盘零部件的变形状态为一级等效塑性应变或者二级等效塑性应变时,根据该零部件的材料类型、最大等效塑性应变量计算该底盘零部件的冲击载荷损伤,并根据所述冲击载荷损伤和对应方向的伪损伤基数,得到该底盘零部件的损伤寿命和剩余寿命;
当该底盘零部件的变形状态为大变形或断裂时,确定该底盘零部件的剩余寿命为零。
进一步地,一实施例中,所述通知模块还用于:
当所述悬架系统中所有底盘零部件均未发生塑性应变时,若所述轮心纵向力大于驾驶员冲击纵向感受阈值、所述轮心侧向力大于驾驶员冲击侧向感受阈值或者轮心法向力大于驾驶员冲击法向感受阈值,则发出用于指示底盘零部件无损伤的第一状态通知,否则,不发出状态通知;
当存在底盘零部件发生一级等效塑性应变时,发出用于指示底盘零部件发生一级等效塑性应变的第二状态通知,并同步显示发生一级等效塑性应变的地盘零部件和其剩余寿命;
当存在底盘零部件发生二级等效塑性应变时,发出用于指示底盘零部件发生二级等效塑性应变需小心驾驶的第三状态通知,并同步显示发生二级等效塑性应变的底盘零部件和其剩余寿命;
当存在底盘零部件大变形或断裂时,发出用于指示底盘零部件大变形或者断裂无法安全行车的第四状态通知,并同步显示大变形或者断裂的底盘零部件,且向售后端发送底盘零部件状态。
进一步地,一实施例中:
所述驾驶员冲击纵向感受阈值为M倍所述车辆的最大可承载轮荷;
所述驾驶员冲击侧向感受阈值为N倍所述车辆的最大可承载轮荷;
所述驾驶员冲击法向感受阈值为R倍所述车辆的最大可承载轮荷。
其中,上述在线评估车辆零部件寿命的装置中各个模块的功能实现与上述在线评估车辆零部件寿命的方法实施例中各步骤相对应,其功能和实现过程在此处不再一一赘述。
需要说明的是,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。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。术语“第一”、“第二”和“第三”等描述,是用于区分不同的对象等,其不代表先后顺序,也不限定“第一”、“第二”和“第三”是不同的类型。
在本申请实施例的描述中,“示例性的”、“例如”或者“举例来说”等用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”、“例如”或者“举例来说”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”、“例如”或者“举例来说”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B;文本中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况,另外,在本申请实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
在本申请实施例描述的一些流程中,包含了按照特定顺序出现的多个操作或步骤,但是应该理解,这些操作或步骤可以不按照其在本申请实施例中出现的顺序来执行或并行执行,操作的序号仅用于区分开各个不同的操作,序号本身不代表任何的执行顺序。另外,这些流程可以包括更多或更少的操作,并且这些操作或步骤可以按顺序执行或并行执行,并且这些操作或步骤可以进行组合。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备执行本申请各个实施例所述的方法。
以上仅为本申请的优选实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种在线评估车辆零部件寿命的方法,其特征在于,所述在线评估车辆零部件寿命的方法包括:
在车辆运行过程中获取所述车辆的轮心六分力,并根据所述轮心六分力确定所述车辆的悬架系统中各个底盘零部件的实时载荷;
根据所述轮心六分力、各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的强度承载能力载荷,确定各个底盘零部件的变形状态,其中所述强度承载能力载荷包括屈服点载荷和等效塑性应变PEEQ2%点载荷,以及大变形点载荷或者断裂点载荷;
基于各个底盘零部件的变形状态,根据各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的伪损伤基数,确定各个底盘零部件的剩余寿命;
根据各个底盘零部件的变形状态和剩余寿命,结合所述轮心六分力与预设的驾驶员冲击感受阈值,发出对应的底盘零部件状态通知。
2.如权利要求1所述的在线评估车辆零部件寿命的方法,其特征在于,在车辆运行过程中获取所述车辆的轮心六分力,包括:
根据在所述车辆运行过程中采集的所述车辆的簧下加速度、簧上加速度以及簧上簧下相对压缩位移,计算所述车辆的轮心六分力。
3.如权利要求2所述的线评估车辆零部件寿命的方法,其特征在于,所述根据在所述车辆运行过程中采集的所述车辆的簧下加速度、簧上加速度以及簧上簧下相对压缩位移,计算所述车辆的轮心六分力,包括:
根据所述悬架系统的垂直向刚度、簧上簧下相对压缩位移、所述悬架系统的垂直向阻尼系数、簧上簧下相对压缩速度、所述车辆的簧下质量,以及簧下垂直向加速度,计算得到所述车辆的轮心法向力;
根据所述车辆的制动液压管路压力、制动轮缸活塞面积、制动轮缸活塞到轮轴的半径,计算得到轮心制动力矩;
当簧下垂直加速度大于或等于预设的第一加速度阈值,或簧上垂直加速度大于或等于预设的第二加速度阈值时,根据所述簧下质量、簧下纵向加速度、所述悬架系统的纵向刚度,以及簧下相对簧上的纵向位移,计算得到所述车辆的轮心纵向力;
当簧下垂直加速度小于预设的第一加速度阈值且簧上垂直加速度小于预设的第二加速度阈值时,若所述车辆为加速状态,则根据簧上纵向加速度确定整车纵向力矩,并根据整车纵向力矩分得到所述车辆的轮心纵向力,若所述车辆为制动状态,则根据所述轮心制动力矩和所述车辆的车轮滚动半径计算的带所述车辆的轮心纵向力;
根据所述车辆的前轴整体质量和前轴侧向加速度,计算得到所述车辆的轮心侧向力;
根据所述轮心侧向力、车轮滚动半径,以及车轮侧向受力点与轮心的距离,计算得到轮心翻转力矩;
根据所述车辆的转向拉杆轴向力和转向拉杆球销作用点到主销之间的作用距离,计算得到轮心回正力矩。
4.如权利要求1所述的在线评估车辆零部件寿命的方法,其特征在于,在根据所述轮心六分力、各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的强度承载能力载荷,确定各个底盘零部件的变形状态之前,还包括:
获取在台架强度试验中各个底盘零部件各个方向的强度承载能力载荷;
针对各个底盘零部件各个方向在屈服点载荷之后大变形点载荷或者断裂点载荷之前的每一个载荷值,结合对应的等效塑性应变量,构建对应的映射关系;
将各个底盘零部件各个方向的强度承载能力载荷分别转化为对应的转化轮心载荷,得到各个底盘零部件各个方向的屈服点转化轮心载荷和PEEQ2%点转化轮心载荷,以及大变形点转化轮心载荷或者断裂点转化轮心载荷。
5.如权利要求4所述的在线评估车辆零部件寿命的方法,其特征在于,根据所述轮心六分力、各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的强度承载能力载荷,确定各个底盘零部件的变形状态,包括:
对于任意底盘零部件,当所述轮心六分力均小于或等于该底盘零部件各个方向的屈服点转化轮心载荷时,确定该底盘零部件的变形状态为未发生等效塑性应变;
当所述轮心六分力大于该底盘零部件任意方向的屈服点转化轮心载荷,且均小于或等于各个方向的PEEQ2%点转化轮心载荷时,确定该底盘零部件发生一级等效塑性应变,并根据该底盘零部件的实时载荷查找所述映射关系,得到该底盘零部件的最大等效塑性应变量;
当所述轮心六分力大于该底盘零部件任意方向的PEEQ2%点转化轮心载荷,且均小于各个方向的大变形点转化轮心载荷或者断裂点转化轮心载荷时,确定该底盘零部件发生二级等效塑性应变,并根据该底盘零部件的实时载荷查找所述映射关系,得到该底盘零部件的最大等效塑性应变量;
当所述轮心六分力大于或等于该底盘零部件任意方向的大变形点转化轮心载荷或者断裂点转化轮心载荷时,确定该底盘零部件大变形或断裂。
6.如权利要求5所述的在线评估车辆零部件寿命的方法,其特征在于,在基于各个底盘零部件的变形状态,根据各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的伪损伤基数,确定各个底盘零部件的剩余寿命之前,还包括:
将所述车辆进行试验场耐久试验时,各个底盘零部件各个方向的Q倍试验场耐久载荷伪损伤作为对应底盘零部件各个方向的伪损伤基数。
7.如权利要求6所述的在线评估车辆零部件寿命的方法,其特征在于,所述基于各个底盘零部件的变形状态,根据各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的伪损伤基数,确定各个底盘零部件的剩余寿命,包括:
对于任意底盘零部件,当该底盘零部件未发生等效塑性应变时,根据所述轮心六分力通过雨流计数算法实时计算该底盘零部件各个方向的累积伪损伤,将该底盘零部件各个方向的累积伪损伤与对应方向的伪损伤基数相除,得到各个方向的使用寿命,根据最大的使用寿命确定该底盘零部件的剩余寿命;
当该底盘零部件的变形状态为一级等效塑性应变或者二级等效塑性应变时,根据该零部件的材料类型、最大等效塑性应变量计算该底盘零部件的冲击载荷损伤,并根据所述冲击载荷损伤和对应方向的伪损伤基数,得到该底盘零部件的损伤寿命和剩余寿命;
当该底盘零部件的变形状态为大变形或断裂时,确定该底盘零部件的剩余寿命为零。
8.如权利要求7所述的在线评估车辆零部件寿命的方法,其特征在于,所述根据各个底盘零部件的变形状态和剩余寿命,结合所述轮心六分力与预设的驾驶员冲击感受阈值,发出对应的底盘零部件状态通知,包括:
当所述悬架系统中所有底盘零部件均未发生塑性应变时,若轮心纵向力大于驾驶员冲击纵向感受阈值、轮心侧向力大于驾驶员冲击侧向感受阈值或者轮心法向力大于驾驶员冲击法向感受阈值,则发出用于指示底盘零部件无损伤的第一状态通知,否则,不发出状态通知;
当存在底盘零部件发生一级等效塑性应变时,发出用于指示底盘零部件发生一级等效塑性应变的第二状态通知,并同步显示发生一级等效塑性应变的地盘零部件和其剩余寿命;
当存在底盘零部件发生二级等效塑性应变时,发出用于指示底盘零部件发生二级等效塑性应变需小心驾驶的第三状态通知,并同步显示发生二级等效塑性应变的底盘零部件和其剩余寿命;
当存在底盘零部件大变形或断裂时,发出用于指示底盘零部件大变形或者断裂无法安全行车的第四状态通知,并同步显示大变形或者断裂的底盘零部件,且向售后端发送底盘零部件状态。
9.如权利要求8所述的在线评估车辆零部件寿命的方法,其特征在于:
所述驾驶员冲击纵向感受阈值为M倍所述车辆的最大可承载轮荷;
所述驾驶员冲击侧向感受阈值为N倍所述车辆的最大可承载轮荷;
所述驾驶员冲击法向感受阈值为R倍所述车辆的最大可承载轮荷。
10.一种在线评估车辆零部件寿命的装置,其特征在于,所述在线评估车辆零部件寿命的装置包括:
获取模块,其用于在车辆运行过程中获取所述车辆的轮心六分力,并根据所述轮心六分力确定所述车辆的悬架系统中各个底盘零部件的实时载荷;
第一确定模块,其用于根据所述轮心六分力、各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的强度承载能力载荷,确定各个底盘零部件的变形状态,其中所述强度承载能力载荷包括屈服点载荷和等效塑性应变 PEEQ2%点载荷,以及大变形点载荷或者断裂点载荷;
第二确定模块,其用于基于各个底盘零部件的变形状态,根据各个底盘零部件的实时载荷和各个底盘零部件的伪损伤基数,确定各个底盘零部件的剩余寿命;
通知模块,其用于根据各个底盘零部件的变形状态和剩余寿命,结合所述轮心六分力与预设的驾驶员冲击感受阈值,发出对应的底盘零部件状态通知。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202510500603.6A CN120028059B (zh) | 2025-04-21 | 2025-04-21 | 一种在线评估车辆零部件寿命的方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202510500603.6A CN120028059B (zh) | 2025-04-21 | 2025-04-21 | 一种在线评估车辆零部件寿命的方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN120028059A CN120028059A (zh) | 2025-05-23 |
| CN120028059B true CN120028059B (zh) | 2025-07-22 |
Family
ID=95735919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202510500603.6A Active CN120028059B (zh) | 2025-04-21 | 2025-04-21 | 一种在线评估车辆零部件寿命的方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN120028059B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103544348A (zh) * | 2013-10-22 | 2014-01-29 | 长城汽车股份有限公司 | 一种汽车底盘零部件标定方法 |
| CN112595537A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-02 | 弥伦工业产品设计(上海)有限公司 | 基于信号分析的设备健康状态监控方法、系统及存储介质 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107807056A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-03-16 | 上海理工大学 | 一种基于加速度载荷谱的汽车零部件损伤评估系统 |
| DE102021203266B4 (de) * | 2021-03-31 | 2026-05-21 | Zf Friedrichshafen Ag | Verfahren und Fahrzeugsystem zum Bestimmen eines Zustands der Komponenten eines Fahrwerks |
| CN115238447A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-10-25 | 中联重科股份有限公司 | 臂架的控制方法、控制系统及工程机械 |
-
2025
- 2025-04-21 CN CN202510500603.6A patent/CN120028059B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103544348A (zh) * | 2013-10-22 | 2014-01-29 | 长城汽车股份有限公司 | 一种汽车底盘零部件标定方法 |
| CN112595537A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-02 | 弥伦工业产品设计(上海)有限公司 | 基于信号分析的设备健康状态监控方法、系统及存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN120028059A (zh) | 2025-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110895195B (zh) | 一种前下摆臂台架耐久试验载荷获取方法 | |
| Zhao et al. | Failure mode analysis of torsion beam rear suspension under service conditions | |
| CN114624015B (zh) | 一种车辆零部件强度试验方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN116897379B (zh) | 用于确定底盘组件状态的方法和车辆系统 | |
| CN101368882B (zh) | 车身动态强度分析方法 | |
| CN110967197B (zh) | 一种汽车侧翻稳定性分析方法 | |
| CN114021410A (zh) | 车桥道路载荷谱测量方法 | |
| Ajami et al. | The effect of tire pressure changes on braking efficiency and necessity of adjusting tire pressure before braking test at vehicle technical inspection centers | |
| CN115503735B (zh) | 车辆轮胎瞬态垂向载荷计算方法及装置、设备及存储介质 | |
| CN120028059A (zh) | 一种在线评估车辆零部件寿命的方法和装置 | |
| Jang et al. | A feasible strain-history extraction method using machine learning for the durability evaluation of automotive parts | |
| Kashyzadeha et al. | The role of wheel alignment over the fatigue damage accumulation in vehicle steering knuckle | |
| CN119915533A (zh) | 悬架结构寿命监测方法、装置、系统及存储介质 | |
| Verma et al. | Design and development of the front wheel hub for All-Terrain Vehicle (ATV)/Himanshu Verma...[et al.] | |
| JP2009227041A (ja) | タイヤ空気圧低下検出方法における警報閾値の設定方法 | |
| Liu et al. | Simplified fatigue durability assessment for rear suspension structure | |
| Haerian et al. | Special and misuse events for motorcycles | |
| CN113635831A (zh) | 车辆悬架系统的故障分级预警方法、装置和计算机设备 | |
| CN113609613A (zh) | 一种识别转向节多轴断裂失效的分析方法 | |
| Du et al. | Fault Diagnostics and Prognostics for Vehicle Springs and Stablizer Bar | |
| Anandraj et al. | A Comprehensive Study on the Design and Development Methodology of Automotive Steel Wheel Rims Undergoing Highly Transient Cornering Events | |
| Thangapazham et al. | Failure assessment of load-stabilizing rod in heavy-duty truck through CAE and testing in rough road conditions | |
| Ayyagari et al. | Multi Axis Fatigue Test of Lift Axle Assembly through Real Time Simulation Abstract | |
| CN112525310A (zh) | 轮荷测试系统,方法及装置 | |
| Onuki | Event of Trailer Hoist-up observed on Heavy-Duty Vehicle with Suspension Mechanical Springs during measurement executed on real road application |
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 | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 430109 Hubei Province, Wuhan City, Yunfeng Avenue 8, Wuhan Economic and Technological Development Zone Patentee after: Lantu Automotive Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 430000 No. n3010, 3 / F, R & D building, building n, Artificial Intelligence Science Park, Wuhan Economic and Technological Development Zone, Wuhan, Hubei Province Patentee before: Lantu Automobile Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| CP03 | Change of name, title or address |