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IVECO客車(chē)整車(chē)疲勞臺(tái)架試驗(yàn)研究

作者：時(shí)間：2013-08-03 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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整車(chē)的室內(nèi)臺(tái)架道路模擬疲勞試驗(yàn)技術(shù)在小轎車(chē)中已得到了廣泛的應(yīng)用，如上海大眾等轎車(chē)廠家都有自己的試驗(yàn)臺(tái)架。由于試驗(yàn)及試驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)成本等原因，目前國(guó)內(nèi)在客車(chē)方面還很少有這方面的嘗試。采用室內(nèi)臺(tái)架道路模擬試驗(yàn)的方法對(duì)IVECO 客車(chē)(以下稱(chēng)IVECO)的行駛平順性及各零部件系統(tǒng)的壽命及可靠性進(jìn)行試驗(yàn)，在臺(tái)架上再現(xiàn)IVECO 在實(shí)際行駛中所遇到的各種復(fù)雜工況，研究其在隨機(jī)振動(dòng)環(huán)境中的振動(dòng)狀態(tài)和疲勞損壞原因。試驗(yàn)中可有效地控制工作臺(tái)面的位移、速度和加速度，精確地控制和檢測(cè)IVECO各部分的狀況。通過(guò)信號(hào)處理加速車(chē)輛疲勞過(guò)程，這都是道路試驗(yàn)所不易做到的。

1 試驗(yàn)基礎(chǔ)

室內(nèi)臺(tái)架道路模擬疲勞試驗(yàn)的目的就是在盡可能短的時(shí)間里確定所要求長(zhǎng)的耐久壽命，并能同步監(jiān)視整車(chē)及各部件的工作狀況，快速準(zhǔn)確地對(duì)汽車(chē)整車(chē)及其零部件可靠性能進(jìn)行評(píng)估，及時(shí)提出合理有效的改進(jìn)措施，從而縮短新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，這對(duì)于汽車(chē)工業(yè)尤其重要。

兩橋車(chē)輛IVECO的道路模擬試驗(yàn)由四通道的電液伺服試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)和一套道路模擬控制軟件系統(tǒng)組成。如圖1 所示。該套試驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)從INSTRON-SCHENCK引進(jìn)。道路模擬控制系統(tǒng)輸出信號(hào)控制試驗(yàn)臺(tái)作動(dòng)器，在試驗(yàn)室內(nèi)重現(xiàn)被試車(chē)輛在道路上行駛時(shí)的振動(dòng)工況。

圖1 室內(nèi)臺(tái)架道路模擬疲勞試驗(yàn)測(cè)控系統(tǒng)原理圖

試驗(yàn)激勵(lì)信號(hào)獲取一般有兩種方式。一是用試驗(yàn)軟件按照國(guó)際或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生成路譜信號(hào)作為試驗(yàn)激勵(lì)，這種方式產(chǎn)生的路譜信號(hào)并不能完全表示特定車(chē)輛實(shí)際路面的工況；另一是通過(guò)對(duì)同種車(chē)型在標(biāo)準(zhǔn)試車(chē)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行采集的路譜作為激勵(lì)。如海南試驗(yàn)場(chǎng)對(duì)“引進(jìn)技術(shù)的輕型客車(chē)國(guó)產(chǎn)化整車(chē)可靠性試驗(yàn)里程分配情況”，如表1 所示?？偫锍虨?0000km，其中不包括磨合里程。這種方式獲取的激勵(lì)信號(hào)較能真實(shí)地代表同種車(chē)輛的運(yùn)行工況。

表1 試驗(yàn)里程及分配

2 路面譜的采集

2.1 原始加速度信號(hào)采集

試驗(yàn)激勵(lì)采用IVECO 在標(biāo)準(zhǔn)試車(chē)場(chǎng)實(shí)際道路行駛時(shí)所采集的同一車(chē)型的道路譜（以下稱(chēng)為原始加速度信號(hào)）。IVECO 客車(chē)為兩橋車(chē)輛。原始加速度信號(hào)采集點(diǎn)為四輪軸正上方垂直方向上的四個(gè)點(diǎn)。其中一個(gè)加速度傳感器安裝位置示意圖如圖2 所示，其它傳感器安裝位置與之相似。

1 車(chē)架 2 加速度傳感器 3 減振機(jī)構(gòu) 4 車(chē)輪 5 車(chē)軸
圖2 加速度傳感器安裝位置示意圖

四測(cè)點(diǎn)響應(yīng)譜即四通道原始加速度信號(hào)，如圖3 所示。

圖3 四通道道路譜即四通道原始加速度信號(hào)

2.2 試驗(yàn)前道路譜信號(hào)加速處理

在保證實(shí)際路面的振動(dòng)對(duì)IVECO 的疲勞貢獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，為了縮短室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)的時(shí)間，同時(shí)又保證路面振動(dòng)對(duì)車(chē)輛的疲勞貢獻(xiàn)。試驗(yàn)中采用了控制與分析試驗(yàn)軟件Labsite 對(duì)原始加速度信號(hào)進(jìn)行疲勞編輯即加速處理。應(yīng)用疲勞損傷等效原理，通過(guò)計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確的計(jì)算，進(jìn)行頻域分析、過(guò)濾和時(shí)間關(guān)聯(lián)編輯，刪除時(shí)域輸入信號(hào)中的無(wú)損傷部分，從而加速試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)加速后的信號(hào)與原信號(hào)相比，所產(chǎn)生的疲勞部分損傷基本一致，并且所產(chǎn)生的損傷分布基本一致。這就保證了疲勞編輯的合理性。加速處理后臺(tái)架試驗(yàn)的時(shí)間通?？梢钥s短5～20 倍。其中一個(gè)通道經(jīng)處理前后的加速度信號(hào)對(duì)比圖如圖4 所示。

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