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方坑测试知多少：从冲击载荷到失效模式的工程验证

2025-06-02 11:48:11·  来源：何以CAE  
　

在耐久试验场地中，车辆需完成一段方坑工况测试，其是汽车开发中“暴力但必要”的环节，通过极端工况暴露潜在问题，确保车辆在全生命周期内具备可靠的耐用性和安全性。

1、试验车辆如何进行方坑测试？

以某型方坑测试为例，大致执行步骤如下：

1、初始状态：车辆从起点出发，准备进入方坑测试循环；

2、轻加速：轻踩油门加速驶向方坑，从静止或低速加速至 40km/h；

3、保持匀速：保持油门开度稳定，40km/h通过方坑；

4、轻减速：轻踩刹车从40km/h降至 25km/h，减速驶离。

试验中，方坑测试也会与其他路面进行组合，如比利时路等路面。

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（图片来源于网络）

2、方坑到底长啥样呢？

以某试验场耐久测试中方坑为例，给大家介绍下，方坑形状和尺寸如下：

入坑侧：长斜坡（114.3 cm / 45英寸 

坑底：水平段（30.5 cm / 12英寸 

出坑侧：短斜坡（38.1 cm / 15英寸

坑深：12.7 cm / 5英寸（垂直深度），直接影响方坑的强度等级

坑宽：91.4cm/36英寸


图片

图片

3、车辆如何承受住方坑考验呢？

为评估方坑测试中载荷对车辆的冲击，研发工程师需进行强度仿真校核。

1、模型准备

可在整车碰撞模型基础上移除轮胎和悬架系统，聚焦车身结构响应。

施加载荷：在方坑冲击区域施加动态载荷（模拟车轮跌落冲击）。注意设置动态坐标系，确保载荷方向与车辆实际运动方向一致。

图片

2. 调试与计算


  • 调试模型：检查质量缩放比例和能量平衡（避免数值失真）。
  • 计算求解：LS-DYNA或Abaqus。


    • 3. 结果提取与验证


  • 位移曲线：获取关键测点的位移-时间数据。
  • 塑性变形：评估结构是否发生永久变形（如钣金件屈曲）。


    • 4、结果评价


    工况

    位置

    评价指标

    目标

    Pothole # Strength

    Front/Rear structure - Z

    Permanent Set@Z

    <4mm

    Front/Rear structure - Y

    Permanent Set@Y

    <2mm

    structure

    Plastic Strain

    <5%


    位移评价


  • 基于相对坐标系，选取多个点取平均值。


    • 图片

    应变评价


  • 通过应变判断钣金失效，通过焊点力判断焊点失效。


    • 图片

    作者：何以CAE

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