应用中国典型道路的道路耐久性试验研究

提出一种基于典型道路的整车加速耐久性试验设计方法。首先通过主观评价选取37条中国典型道路,包括试验场道路共42条道路,并进行道路载荷预测试与伪损伤计算,通过道路载荷类型判断并选择19条载荷伪损伤较大的道路,并进行全面的道路载荷测量。为确定最佳的试验道路组合与循环次数,以整车道路载荷伪损伤最大和试验里程最小为优化目标,以19条道路各自循环次数为设计变量,建立多目标优化模型,并综合考虑道路类型及其构成比例,选取1组最优解作为加速耐久性试验路线。最后,选择2台同批次量产车,分别在试验场和设计的典型道路路线上进行加速耐久性试验。研究结果表明:在满足道路载荷伪损伤和行驶里程要求的同时,应用设计的中国典型道路进行加速耐久性试验,其效果与在试验场进行加速耐久性试验结果等效。     

综合零部件-整车的VOCs多级溯源数学模型与方法

为降低整车挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds, VOCs）并寻求解决方案,提出一种新的VOCs多级溯源定量分析数学模型与方法.该方法首次综合考虑零部件散发VOCs的交互协同效应以及基于国标限值的VOCs单一组分危害程度,建立了从零部件到整车的VOCs溯源分析数学模型.综合应用多目标决策法和三角模糊数语义学定义理论,构建定量分析多级VOCs溯源数学模型中各级影响权重的成对比较矩阵和计算多级组合权重的理论方法.所提出的VOCs溯源定量分析数学模型与方法不仅能够准确分析各种VOCs组分对整车VOCs贡献度大小序次,而且能够定量求解零部件散发VOCs交互协同作用下各零部件对整车VOCs的贡献度大小,从而为开展车内VOCs的溯源与控制提供更为准确的理论方法.某款车型的案例验证研究结果表明：各VOCs组分对案例车型中VOCs组分贡献大小的排序为甲醛>乙醛>甲苯>二甲苯>乙苯;零部件对整车VOCs贡献大小的排序为前排座椅>后排座椅>地毯>仪表板和顶棚.案例研究证明了某一零部件对车内VOCs的贡献,并不是该零部件各种VOCs组分的简单叠加,而是多种零部件VOCs散发组分协同作用的综合体现.     

基于低载强化的轮边减速系统耐久性试验研究

基于上海市标准道路循环工况,外推轮边减速系统关键部件载荷谱.根据材料低载强化特性确定减速系统磨合试验规范.基于Miner线性累积损伤理论,制定了电驱动系统耐久性试验规范,预估了减速系统耐久性里程.实施了耐久性台架试验,试验结果表明:样机满足设计的耐久性里程要求,齿轮的弯曲疲劳强度具有足够的可靠性储备,具有一定的轻量化空间.在保证可靠性、耐久性的前提下,该方法为汽车关键零部件的轻量化提供参考.     

基于虚拟迭代的某重型商用车驾驶室疲劳分析

文章以某重型商用车的驾驶室为研究对象,在定远试验场典型路况下采集目标信号,建立驾驶室-车架刚柔耦合多体动力学模型。应用虚拟迭代方法提取驾驶室与悬置系统连接处载荷谱,根据线性疲劳累积损伤理论对驾驶室进行疲劳寿命分析,并与室内台架道路模拟试验结果进行对比,验证了仿真分析结果的正确性。通过对危险部件进行结构改进提高了驾驶室的疲劳寿命,为实车改进提供了方案,节约了试验成本。     

道路用涂料耐久性评价指标与方法

针对缺乏完备的路用涂层耐久性评价指标体系问题,全面调查和梳理了现有涂层标准及规范中对于耐久性相关评价要求。深入分析当前涂层耐久性评价中存在问题,选择环境和行车作为主要影响因素,明确单一指标组成及分类,通过不同单一因素的合理组合及匹配性分析,确定复合工况下的路用涂层耐久性综合评价指标;结合中国现有涂料性能的评价指标和方法,提出路用涂层材料单一及复合工况条件下的耐久性评价试验方法,并基于涂料的性能参数和试验结果确定路用涂层的耐久性评价指标限值及相应的评价使用范围;建立系统和完备的道路用涂层材料的耐久性评价指标体系和方法,并采用提出的耐久性评价指标对道路用涂层材料实际应用过程中的耐久性能进行全面评价和研究。结果表明:该路用涂层耐久性评价体系指标与路用涂层材料的实际应用环境具有良好的匹配性,可针对路用涂层在复杂应用环境中的耐久性进行室内模拟和全面评价,为路用涂层的耐久性评价提供了合理的试验方法;采用相关评价指标和方法获得的耐久性评价结果与实体工程应用效果基本一致,该耐久性评价指标及方法具有良好的理论基础,能够为现有路用涂层耐久性评价提供依据。     

燃料电池汽车整车热管理系统设计与仿真分析

以某款燃料电池汽车为研究对象,综合考虑车辆的整车布置环境和热管理要求,设计了一套完整的氢燃料电池汽车热管理系统;对关键零部件进行选型与性能匹配设计,运用AMESim软件搭建热管理系统一维仿真模型并进行可信度验证。通过冷却液输入流量、零部件进出水温度及温差等指标对不同工况下的氢燃料电池汽车热管理系统进行仿真分析,结果表明:除电堆和中冷器出水温度在峰值工况下达到极限值不宜长时间工作外,该系统其余工况均运行良好,满足设计要求,可为今后研发燃料电池汽车整车热管理系统提供一定设计思路。     

周向短弹簧型双质量飞轮参数匹配

为了研究周向短弹簧型双质量飞轮的扭转减振特性参数匹配,以某一商用车辆为对象,遵循模型简化前后动力传动系统的动能和势能不变原则,建立了目标车型的传动系统集中质量分析模型。并基于模型分析了双质量飞轮的主要参数(惯量比、扭转刚度和阻尼系数)对其减振性能的影响。结合目标车型的传动系统参数,进行了双质量飞轮参数匹配设计,确定了主要参数的数值。通过整车试验对本次设计的双质量飞轮的减振效果进行了验证,结果表明,在怠速工况下,本次设计的双质量飞轮对发动机角加速度幅值的衰减约为71.4%,效果显著;在行驶工况下,加速过程中的最大衰减达到78.6%,同时减速过程中也具有较好衰减效果,达到设计要求,为双质量飞轮参数匹配提供了参考。     

载货车驾驶室悬置测试与分析

针对某款搭载新型驾驶室后悬置的载货车,为研究其振动特性的改善效果,以原型车以及一款同类车型为对标车,进行匀速工况下的道路平顺性试验,对测得的加速度信号进行分析、对比,得到测试车型的平顺性,整车振动较为恶劣的部位以及振动传递过程中隔振率较低的减振部件,进而提出驾驶室悬置系统的改进方向以及引起较大振动的来源,为今后同类车型的振动诊断与改进提供方法与思路。     

燃料电池混合动力轿车控制策略与参数优化

以某国产经济型轿车为平台,对其动力总成进行了燃料电池混合动力驱动系统的虚拟改装．为提高其整车的经济性和动力性,使用ADVISOR软件对整车性能进行仿真分析,研究了燃料电池混合动力驱动系统开关控制模式和功率跟随控制模式的特性,确定功率跟随控制模式为适合该车型的控制策略．分析了4种典型驱动工况下不同混合动力度的整车经济性及动力性,其中50％的混合动力度是适用于该车型燃料电池混合动力驱动系统最优配置．在此最优配置下,以最小氢气燃料消耗为目标,优化主减速比、燃料电池的最大和最小工作功率以及蓄电池的充电功率,得到了燃料电池混合动力系统的最佳工作点．     

乘用车电动真空泵的整车噪音优化

以某乘用车辅助真空系统的主要零部件电动真空泵为研究对象,通过电动真空泵的工作原理和噪音传递路径,提出整车上的噪音优化方法,最终实现整车级别对该零部件的噪音要求。     

燃料电池轿车动力系统及其零部件道路模拟试验

利用远程参数控制技术,在实验室内复现实际道路行驶状况的振动载荷谱,分别利用4通道道路模拟试验台和6自由度振动试验台,进行燃料电池轿车整车、动力系统关键零部件,包括动力蓄电池、动力控制单元、燃料电池电堆和燃料电池发动机支持系统的振动加载室内试验.试验中,考察振动强度、系统故障、动力系统和关键部件性能衰退,发现动载会引起所研究的燃料电池轿车整车燃料经济性下降17.59%,且会引起动力系统与关键部件的结构破坏与部件故障.     

摩托车试验场道路可靠性试验强化系数

以摩托车试验场道路为研究对象,通过测定摩托车各主要部位在平坦道路、颠簸路、正弦波路、鹅卵石路和比利时路上的载荷时间历程,采用雨流分析软件及数理统计方法得到载荷分布形式．根据疲劳特性曲线和各种路面的程序载荷谱,采用修正的Miner线性累积损伤理论计算各种路面的疲劳寿命,得到摩托车各部位的强化系数．通过150×100km的摩托车行驶故障统计,根据导致故障的不同原因,得出摩托车各主要部位在进行整车强化系数估算时的权重．使用层次分析法进行摩托车各主要部位的权重计算,从而得到摩托车整车在各种强化路面上行驶时相对于平坦路面的强化系数．结果表明,不同强化路面对车辆可靠性试验的强化效果明显,但强化效果不同．     

汽车操纵稳定性的虚拟试验技术

设计了汽车操纵稳定性虚拟试验系统，建立操纵稳定性动力学仿真分析模型，并进行车辆实体建模和行为建模．虚拟试验场案采用分层模块化的树形结构，用不同的类和节点并组织虚拟试验场的各种对象，并设置了光照、雾化和声音信息．虚拟试验过程是数据空间到图形图像空间的映射，使用WTK编程，通过仿真分析数据驱动汽车在虚拟的试验场中行驶，并用分割视屏窗口的方法实现了试验过程的立体视觉显示，从而实现了操纵稳定性的虚拟试验．实际车辆试验表明，虚拟试验分析数据与实车试验比较接近，驾驶员感受的场号与实车试验有较好的一致性．     

某大型运输车的耐久性虚拟试验研究

耐久性问题是车辆领域的研究热点,对车辆进行实物疲劳实验成本高、周期长,为了缩短研制周期,降低研究成本,提出了虚拟试验的方法来研究车辆的耐久性问题. 以某大型运输车为研究对象,建立了其有限元模型,通过静力学分析获取了应力分布结果和车架变形结果;通过模态分析获取了柔性体结构的模态信息. 基于模态应力恢复理论,考虑车架、上摆臂、下摆臂和力轴的柔性,建立了整车刚柔耦合模型,获取了在平坦路面行驶的动力学响应.与实测结果对比,车架测点的垂向加速度均方根值在误差接受范围内,验证了模型的正确性. 根据Palmgren-Miner准则,对车辆在D级路面的行驶寿命进行了评估,结果表明,4桥悬架结构疲劳寿命最小,并且下摆臂结构出现了应力集中. 通过改进下摆臂结构增加了其使用寿命,为车辆结构的设计提供了参考.      

重卡半挂系统在虚拟试验场的平顺性仿真分析

通过参数化建模,对某重卡半挂系统在虚拟试验场(VPG)激励下进行平顺性仿真研究.采用白噪声滤波法模拟不平路面仿真,得到测试车场,建立以四轴重型汽车半挂车列车为例的整车动力学系统模型.通过整车系统常规工况设定,利用MATLAB的ODE15S模块对1/2整车动力学方程进行微分方程求解.结果表明:车体的座椅处加速度值范围为-0.48~0.50 m·s^-2,在0.4,1.8 s左右分别达到波谷值和波峰值;整体趋势分布为先下降后上升,在5.5,6.7 s左右分别达到波谷值和波峰值,即该系统在0~2 s间出现较大的振动响应.     

轿车后减振器上支座优化结构的疲劳寿命

为缩短某车后悬挂总成的更换维修时间,基于将其后悬挂变成总成模块的想法,对该车后悬挂系统进行结构优化.以改进后的后减振器上支座为研究对象,对该零件的结构强度进行有限元分析,确定零件上应力最大的危险点.通过建立实车试验系统,对该零件的危险点在试车场强化道路上的应变进行了测量,然后经过试验室台架力-应变标定的方法反求出该零件在强化道路上实际所受到的外荷载.同时利用单级加载的方法求得该零件的韦勒曲线,结合强化道路上的外荷载谱,利用疲劳线性累积损伤理论(又称Miner法则)计算出该零件在标准规定的15000km强化道路上的损伤值,计算结果表明改进结构的零件疲劳寿命偏安全.另外,利用道路模拟试验对该零件的疲劳寿命进行了试验验证,结果证明该零件能安全通过强化道路15000km而不发生疲劳失效.     

进气道/发动机相容性评价体系的完善与发展

回顾了进气道/发动机相容性评价体系的历史发展,概括了该领域的国内外研究现状,对国内以后的工作给出了建议.在分析技术发展的基础上,指出了未来先进进气道和发动机将会带来的新问题.为解决进气道/发动机相容性领域内新的挑战,提出:应将旋流畸变和耐久性畸变试验纳入进气道/发动机相容性评价体系;发展具有瞬态畸变模拟能力的畸变发生器;充分利用地面试车台和空中试车台进行各种畸变的模拟以对发动机进行全面的稳定性评定;在飞行试验中深入研究进气畸变条件下发动机性能以及工作稳定性的变化.     

进气道/发动机相容性评价体系的完善与发展

回顾了进气道/发动机相容性评价体系的历史发展,概括了该领域的国内外研究现状,对国内以后的工作给出了建议。在分析技术发展的基础上,指出了未来先进进气道和发动机将会带来的新问题。为解决进气道/发动机相容性领域内新的挑战,提出：应将旋流畸变和耐久性畸变试验纳入进气道/发动机相容性评价体系;发展具有瞬态畸变模拟能力的畸变发生器;充分利用地面试车台和空中试车台进行各种畸变的模拟以对发动机进行全面的稳定性评定;在飞行试验中深入研究进气畸变条件下发动机性能以及工作稳定性的变化。     

主动悬架与EPS集成控制系统道路友好性研究

在建立的包含电动助力转向系统的转向运动模型、俯仰运动模型和侧倾运动模型汽车整车模型基础上,选用车身横摆角速度、横向运动速度等参数评价车辆操纵稳定性。运用95百分位四次幂和力作为动载荷道路破坏的评价指标,设计了自适应模糊控制的汽车主动悬架与电动助力转向系统集成控制器,并分析了不同路面和速度对理论道路破坏系数的影响。计算结果表明,该自适应模糊集成控制策略,与被动悬架与转向系统比较,既保证了车辆操纵轻便性,又明显提高了整车稳定性,同时集成控制的车辆具有良好的道路友好性,延长了道路的使用寿命。     

雨流计数法在整车载荷谱分析中的应用

基于当前广泛应用的雨流计数法的原理,在全程实测某型越野车在某试验场各强化路段载荷谱的基础上.对载荷谱进行预处理,然后给出了基于雨流计数法的载荷谱压缩、外推、叠加与时域重构的应用实例.结果表明通过雨流计数法能在基本保持原载荷谱疲劳损伤的同时,明显地压缩载荷谱的时间历程,为下一步快速、高效地进行室内道路模拟试验打下了基础.