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乘用车悬架系统多轴道路模拟试验方法

2021-09-17 23:32:32·  来源：汽车测试网  作者：中国汽研 傅新强  
　
一、乘用车悬架系统耐久验证必要性1、乘用车悬架系统简介悬架是汽车的车身与车轮之间的一切传力连接装置的总称，简单来讲，悬架连接了车身与车轮。悬架结构的复
一、乘用车悬架系统耐久验证必要性

1、乘用车悬架系统简介
悬架是汽车的车身与车轮之间的一切传力连接装置的总称，简单来讲，悬架连接了车身与车轮。


悬架结构的复杂性、零部件的数量和种类、电控化程度依次增加
耐久性验证难度依次增加


2、乘用车悬架系统耐久性主要问题
悬架系统耐久性直接影响汽车安全以及使用寿命，其中来自路面的随机载荷是悬架系统疲劳寿命影响最大的因素之一。


3、乘用车悬架系统耐久性验证方法


二、乘用车道路模拟试验方法现状及发展
1、道路模拟试验方法发展历程
公共道路耐久试验


√ 反应实际工况
× 需要整车
× 周期长、费用高
× 重复性低
× 受天气环境影响
试车场道路强化耐久试验


√ 典型路况强化
√ 试验周期较短
√ 重复性较高
× 需要专业试验场
× 受天气环境影响
试验室台架道路模拟试验


√ 真实路面载荷复现精度高
√ 不受天气场地限制
√ 试验一致性高
√ 试验成本较低
√ 周期较短
虚拟台架仿真耐久试验


√ 具有预测功能
√ 脱离实物限制建模
√ 试验成本最低
√ 周期较短
× 较强的虚拟分析技术能力
2、典型道路模拟试验台类型
MAST


- 可以复现样品6自由度振动
- 覆盖频段0~150Hz
- 适用于座椅、发动机悬置系统等零部件系统
四立柱轮耦合试验台


- 只能复现垂向载荷
- 覆盖频段0.6~50hz
- 适用于整车
整车24通道试验台


- 能够精准复现实车六自由度载荷谱
- 覆盖频段0.6~50HZ
- 适用于整车及其悬架系统
HSRC混合道路模拟试验台


- 真实的物理部件能代替在虚拟仿真中比较难建模的部分
- 不需要采集载荷谱
3、悬架系统道路模拟试验优势
为什么要进行悬架系统道路模拟试验？
- 遵循从零部件-系统-整车逐級试验验证，有利于把问题逐級暴露，暴
露越早整改带来的代价越低。
- 将零部件及系统的验证寄希望在整车上做验证，会让验证时间节点过
于靠后，发生问题的概率会偏大。
- 考核对象如果是悬架系统，采用12通道进行道路模拟试验的方法，效
率更高（排除车身失效对进度的影响）和载荷更全面（包含0~1hz低
频载荷）。
耐久性验证流程
零部件验证---系统验证---整车验证
4、试验设备能力介绍——悬架系统12通道道路模拟试验


MTS 329型LT6DOF
设备参数


设备能力可覆盖乘用车、客车、轻型卡车。
三、悬架系统多轴道路模拟试验方法研究
1、悬架系统多轴道路模拟试验开发流程


2、方案制定——悬架系统12通道道路模拟试验方法
方案制定原则
- 明确客户群
- 明确试验目标里程数
- 为了加速试验，对于客户载荷中高损伤部分再现，对低损伤的部分忽略
- 能模拟客户使用中的各种配重情况
- 在试验过程中线性的分配损伤输入
- 不要超越客户的最高峰值
- 尽量减少试验偏差


3、载荷谱采集——悬架系统12通道道路模拟试验方法
采集设备


采集通道


4、载荷谱处理——悬架系统12通道道路模拟试验方法
主要处理方法
- 去毛刺、漂移等异常数据
- 分割工况
- 去掉信号中无/小损伤部分
- 滤波（0~50hz）
- 验证数据合理性，例如轮心My/Fx的值需接近轮胎半径
- 伪损伤分析，查看各工况损伤分布


5、台架设计及搭建——乘用车悬架系统12通道道路模拟试验
台架设计


- 通用性、开敞性
- 夹具刚度尽可能仿实车刚度
- 夹具强度分析最大应力是否超过材料屈服极限
- 模态分析共振频率应高于试验频率范围1.5倍
- 保障加工精度，确保CMM定位误差小于±1mm...
6、台架迭代——乘用车悬架系统12通道道路模拟试验
迭代是指利用RPC（远程参数控制技术）通过驱动试验台架来复现实车载荷谱的过程。


台架迭代——乘用车悬架系统12通道道路模拟试验
传递函数求解
对于试验系统而言，传递函数的求解过程为对试验系统施加预载，用红白噪声信号通过伺服控制系统驱动作动器，据此计算输入谱、输出谱和互谱，从而求得系统的频率响应函数(FRF)。


7、迭代效果评估——乘用车悬架系统12通道道路模拟试验
指标1：时域、频域重合度
时域信号及误差 （评判指标：重合度）


频域（评判指标：重合度）


指标2：RMS、RESPonSE MAX&MIN
RESPonSE MAX&MIN（指标：越接近100越好）


RMS ERROR（评判指标：越接近0越好）


指标3：工况循环各通道累计损伤
评判指标：工况循环总伪损伤在80~120%为合格




四、多轴道路模拟试验开发案例
典型路面复现展示——乘用车悬架系统12通道道路模拟试验


比利时路面台架复现


扭曲路路面台架复现
零部件级道路模拟试验台


以上内容由汽车测试网整理自：
中国汽研 傅新强 直播课分享：乘用车悬架系统多轴道路模拟试验方法
观看直播回放，识别下方二维码

 
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