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...     

某商用车驾驶室白车身模态分析

以某商用车驾驶室白车身为原型,利用模态分析方法对其动力学特征参数进行分析.在理论(正问题)和实验(反问题)两个互补的模态分析过程中,利用有限元模型进行理论模态分析,为实验模态分析的实施打下良好基础.分别采用最小二乘复指数法(LSCE)和最小二乘复频域法(LSCF)进行实验模态分析,得到各阶模态振型并对理论分析的结果进行修正.经过两种结果的比较和分析,最终得出准确的模态分析结果并对白车身原型提出改进意见.生产厂商依据改进意见进行工艺改进,通过用户实际使用证实了改进方案的有效性和正确性.     

基于ANSYS的TA6V钛合金SENT试样疲劳分析

借助大型通用有限元分析软件ANSYS TA6V钛合金SENT试样在不同应力比和不同应力水平下进行疲劳分析,根据SENT试样缺口处的应力状态分布预测疲劳危险部位,采用局部应力应变法,结合材料循环的S-N曲线,通过弹塑性有限元法将构件上的名义应力谱转换成危险部位的局部应力应变谱,从而根据危险部位的局部应力应变历程采用Miner累积损伤理论对构件的疲劳寿命进行估算,并与疲劳小裂纹试验数据进行比较分析.ANSYS疲劳分析预测的疲劳寿命与试验结果基本接近,体现了有限元软件ANSYS在预测构件疲劳寿命方面的优越性和可靠性;采用ANSYS疲劳分析可有效确定疲劳裂纹易发区域,预测SENT试样在不同应力比和不同应力水平的疲劳寿命,为TA6V钛合金结构疲劳安全设计及其可靠性提供科学依据.     

CFRP在商用车白车身驾驶室中的轻量化研究

通过实验与仿真建立了CFRP复合材料的本构模型.对某商用车白车身驾驶室进行静刚度和动态力学分析,在满足驾驶室车身刚度要求的条件下,选取CFRP复合材料对驾驶室模型进行材料代替,设计了钢/CFRP混合材料结构的驾驶室模型,并以通用有限元软件nastran对其求解.仿真结果表明,轻量化后的驾驶室模型的刚度基本保持不变,一阶扭转频率提升了27.3%,同时白车身驾驶室整体质量下降37.9 kg,降幅达到11.3%,轻量化效果显著,CFRP复合材料在汽车轻量化领域具有广阔的发展前景.     

车身疲劳载荷谱的位移反求法

提出运用轮心位移反求法求取车身载荷谱的方法.通过布置合适的传感器,采集试车场强化路面的道路载荷谱信号;建立精度满足要求的整车多体动力学模型;基于采集的道路载荷谱和多体模型进行虚拟迭代,并进行车身载荷谱的分解.结果表明,迭代后仿真信号与试验值的一致性好,随后提取的车身载荷谱具有较高的可靠性,可用于车身疲劳寿命预测.     

圆环式联轴器膜片的疲劳寿命计算

用ANSYS有限元分析软件对金属膜片联轴器中圆环式膜片进行了应力计算,求出了膜片3种静态应力(扭转应力、离心应力、轴向弯曲应力)的平均应力和角向弯曲交变应力,进而应用局部应力 应变法计算了圆环式膜片的疲劳寿命,并分析了影响膜片疲劳寿命的因素.     

基于虚拟载荷谱技术的锥齿轮疲劳寿命分析

基于虚拟载荷谱技术,提出一种新的疲劳寿命计算方法.以锥齿轮减速系统作为研究对象,对齿轮接触模型进行有限元分析,得到锥齿轮传动工况的应力分析结果及云图数据.将应力结果进行数据处理,得到锥齿轮的虚拟载荷谱.根据Miner准则和Corten-Do-lan准则估算出锥齿轮传动的疲劳寿命,并与仿真云图寿命结果相比较.应用实例表明,基于虚拟载荷谱计算的疲劳寿命分析结果具有较高的安全性和可靠性,具有较大的工程应用价值.     

局部应力-应变法预测大型波纹管的疲劳寿命

鉴于大型波纹管膨胀节全尺寸疲劳寿命试验在工程上实现的困难性,研究了基于局部应力-应变法预测大型波纹管的疲劳寿命.应用非线性有限元获取波纹管的最大局部应力应变,并据此局部应变设计简化的试板.当弯曲试板上的最大应变等于波纹管的最大局部应变时,板的弯曲疲劳试验寿命即可代替波纹管的试验寿命.本方法在工程设计中被证明是实用且可靠的,它也适用于低压工况下通用尺寸波纹管的疲劳寿命的预测.     

车身疲劳载荷识别与应用

为提高整车载荷识别精度和车身疲劳寿命预测精度,提出应用改进的振动系统传递函数估计算法结合虚拟迭代计算方法,以提高整车输入载荷识别精度和车身疲劳寿命预测精度。首先,应用道路载荷测量车进行整车试验场耐久性强化试验道路载荷信号采集,建立满足工程精度要求的整车刚柔耦合多体动力学模型。在整车振动系统传递函数矩阵识别中,利用改进的估计算法消除输入载荷和响应载荷中随机干扰信号的影响,然后应用整车动力学模型进行输入载荷的虚拟迭代计算,获得比H1估计方法更准确的输入载荷。最后,将虚拟输入载荷导入白车身有限元模型中进行寿命预测计算,并应用整车四通道道路模拟试验进行白车身疲劳寿命试验来验证提出的寿命预测计算的准确性。结果表明,仿真预测结果与试验结果基本一致,说明所应用的改进估计算法和虚拟迭代计算方法可以获得更加准确的整车输入载荷,提高车身疲劳寿命预测的精度。     

扭转条件下过渡圆角半径及径比对圆轴疲劳寿命的影响

提出应用局部应力应变法计算疲劳寿命的原理.建立不同圆角半径和径比圆轴的有限元计算模型,利用ANSYS软件计算纯扭转条件下过渡圆角处的局部应力、应变;应用局部应力应变法计算对称循环载荷谱下的疲劳裂纹萌生寿命;绘制寿命随圆角半径和径比变化的曲线图.计算分析结果表明,疲劳裂纹的形成寿命随着过渡圆角半径的变大而增长,随着径比的增大而呈下降趋势,径比越大,过渡圆角半径越小,疲劳裂纹的形成寿命越短.     

道路试验条件下商用车驾驶室振动舒适性优化

以道路试验数据为激励和验证信号,从2个方面提高驾驶室的振动舒适性:驾驶室结构方面,在HYPERMESH中对其进行了结构优化,在ADAMS中对结构优化前后的驾驶室振动舒适性进行了量化对比,结构优化后,不同车速下,驾驶员座椅处加权加速度均方根值平均降低6%;驾驶室悬置方面,利用柔性化的驾驶室建立其悬置系统的多体动力学模型,以加权加速度均方根值为优化目标,在频域内对悬置的刚度和阻尼进行了正交试验优化,在时域内对优化前后悬置的动挠度进行了对比,悬置优化后,不同车速下,驾驶室员座椅处加权加速度均方根值平均降低10%,悬置动挠度平均降低21%。     

商用车驾驶室振动测试试验研究

针对某商用卡车驾驶室振动异常的情况,依据汽车平顺性随机输入行驶试验方法国家标准对该卡车进行实车道路平顺性试验,通过计算驾驶室悬置的隔振率,并结合频谱分析的方法进行综合分析,找出振动的原因是驾驶室悬置的隔振效果差,与动力总成的激励频率共振,影响了驾驶室舒适性,需要改进悬置参数来改善隔振特性.     

面向商用车驾驶室俯仰振动的半主动悬置控制策略

商用车在经过减速带、凹坑等冲击工况时会产生较大的俯仰角,此时应采取与正常路面行驶时不同的控制策略对阻尼进行控制。首先,本文提出了一种混合控制策略,该控制策略将一种改进天棚控制和改进单传感器控制进行融合,可以根据路面条件和车辆状态等信息,来调整不同的算法的权重。通过实车数据确定各控制器参数。同时在实车中进行部分控制策略的验证,结果显示,该控制策略能够有效地提升车辆乘坐舒适性。在1/2半车模型上进行不同冲击路面仿真分析。结果表明,该控制策略在降低簧上质量加速度和俯仰角加速度方面有着较好的优化效果,也在全频域内有较好的控制效果。     

全车速下商用车驾驶室悬置系统优化设计

应用多体动力学软件ADAMS,针对某全浮式商用车驾驶室在路况较差时产生剧烈振动的问题,建立了整车多刚体动力学模型;并基于此模型进行了平顺性仿真试验。通过对驾驶室悬置系统刚度和阻尼参数的正交优化设计,试验得出不同车速下的优化方案;并对各个车速的优化结果进行正交权衡分析得到最终可实施的全车速下的最优方案。经过实车试验验证,全车速下的最优方案能够明显提高驾驶室的乘坐舒适性,表明正交权衡分析法效果理想,具有一定的工程指导意义。     

基于RMPC的商用车车道保持跟踪控制

车道保持系统(lane keeping system,LKS)有助于提高商用车的行驶安全性,为保证控制系统的鲁棒性,减小由于简化模型过程引起的模型不确定性,采用基于线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)的鲁棒模型预测控制算法进行商用车车道保持跟踪控制.建立了三自由度车辆动力学模型,并...     

基于车辆统计数据的汽车荷载标准值取值与评估

以若干路段连续一周的车辆调查结果为基础,运用该路段上各种车型的车重、轴距、轴重及车头间距的统计参数和分布特征,结合汽车厂家和实测轴距和轴重,给出了各代表车型的轴距及轴重分配比例的统计参数。根据统计参数,结合蒙特卡洛方法,利用Matlab语言编制了随机车流模拟程序和随机车流在影响线上的加载程序;通过程序计算得到随机车流作用下实际桥梁n d的荷载效应最大值,进而对其进行统计分析,得到基于车辆统计数据下的汽车荷载效应标准值,并与现行规范标准值效应进行对比分析。研究结果表明：基于车辆荷载调查下的随机车流所产生的荷载效应标准值与规范值存在较大差异,其中,广深高速公路车辆荷载效应是公路-Ι级标准值效应的3倍,河北、江西某收费站车辆荷载效应是公路-Ι级的1.6～2.0倍,深港大桥车辆荷载效应与现行规范公路-Ι级效应相当;现行规范荷载与实际车辆荷载在一定程度上不相适应,该结论对制订新的规范荷载具有重要参考价值。     

基于物元分析的城市综合体建筑火灾风险评价研究

为准确评价城市综合体建筑火灾风险等级,考虑到火灾风险影响因素的复杂性和不相容性,提出一种基于组合权和物元分析理论的城市综合体建筑火灾风险评价方法.首先,根据综合体建筑火灾特点与灾害机理,按人—机—料—法—环5要素确定评价指标体系,采用层次分析法(AHP)和熵权法计算指标组合权重;其次,针对评价的模糊性和不确定性,通过物元变换建立评价的物元体系,即确定火灾风险评价的经典域、节域和待评物元,通过计算等级贴近度确定综合体建筑火灾风险等级;最后,以武汉市某大型综合体为例,按照该方法确定该建筑火灾风险等级.结果表明,该综合体建筑火灾风险为安全,符合实际情况;与用于一般建筑火灾风险的其他评价方法相比,更为准确客观、简便易行.     

基于可拓自抗扰的ECHBPS商用车横向稳定控制

为了提高ECHBPS(electronically controlled hybrid power steering system)商用车的横向稳定性,提出了基于可拓自抗扰的横向稳定控制策略.建立了整车模型与ECHBPS模型,以理想横摆角速度为目标制定了转矩补偿策略;根据横摆角速度的偏差将控制域划分为经典域、可拓域和非...     

基于热点应力法的焊接结构疲劳评估

针对传统名义应力整体法在焊接板结构疲劳分析应用中的实际困难,介绍和分析了应用于海洋结构工程领域的基于表面外推的热点应力法.通过对焊接样件在不同应力水平下的疲劳试验,获取了焊接样件在97.7%可靠度下的疲劳寿命.采用热点应力法计算样件焊趾处热点应力值,提出考虑主板厚度效应的修正S-N曲线,并预测了样件的疲劳寿命.结果表明:板厚修正后的热点应力S-N曲线应用于薄板焊接结构疲劳寿命评估具有更高的精度和可靠性.以轨道车辆用焊接天线梁为例,采用该方法分析了焊缝处的热点应力,其最大应力发生位置与线路运用中出现裂纹位置相吻合,其计算寿命为7.1×10~5次,与实际运营结果基本一致.为平板焊接接头的抗疲劳设计提供参考.     

Monitoring method for vehicle dynamic loading status with multi-sensors

为了研究车辆装载状态实时监测方法,建立了路面随机高程激励仿真模型,并将其作为二自由度四参数的1/4车辆振动模型的输入激励。在不同运行工况下用SIMULINK对悬架动态特性进行仿真分析,得到悬架动行程与动载荷具有全局线性关系。基于悬架动态特性分析结果,提出了一种多传感器的车辆装载状态动态监测方法。以解放赛龙Ⅱ重型载货汽车为试验车、MC9S12XEP100单片机为车载终端,设计开发了车辆载荷动态监测预警系统平台,并进行了标定试验。在A等级路面、不同车速的状态下,采用预设货物滑移的方法进行了道路试验。试验结果表明：该方法实现了车辆装载状态的实时监测,为车辆行驶过程中装载状态异常监测预警提供了一种新方法。