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典型汽车部件载荷谱及加速耐久性编辑与实验方法研究

郑国峰  
【摘要】:针对汽车零部件的耐久性评价,分别从部件的载荷时间历程的采集技术、编辑方法、以及零件台架实验等方面分别进行了研究,旨在从各个环节提高耐久性实验的效率和精度。通过将所提出的研究方法应用到汽车产品开发中,能够快速而准确的实现汽车产品的耐久性的评价,缩短汽车产品研发周期,降低研发费用,具有重要的理论和工程应用价值。具体从以下几方面展开研究:(1)基于小波变换的理论与方法,提出对载荷的时间进行压缩的单轴载荷编辑算法,以及对载荷进行预处理的修正重采样算法。利用修正重采样算法对采集到的载荷进行预处理,对处理后的载荷谱进行基于小波变换的载荷编辑方法进行编辑,与基于损伤保留的编辑方法得到的编辑载荷谱相对比分析。(2)考虑通道间的相位关系,提出了基于小波变换的多轴载荷编辑算法。并将多轴载荷编辑方法应用到下摆臂的三轴载荷编辑中,与基于损伤保留编辑方法进行对比,考察两种方法所得到编辑载荷谱,在伪损伤保留量、统计参数、穿级计数分析及功率谱密度等方面与原始载荷时间历程的差异。将原始载荷和两种编辑载荷谱用于下摆臂的疲劳仿真计算,对比编辑前后载荷谱作用下下摆臂的损伤和寿命分布,验证编辑方法的有效性。(3)对比分析了基于损伤和伪损伤理论的载荷编辑方法的差异。分别采用基于力载荷编辑的伪损伤编辑方法,以及将力载荷转换为应变载荷,对应变载荷谱进行基于损伤保留的编辑方法进行对比。将两种方法运用到某动力总成后拉杆悬置的载荷处理中,对比分析了编辑结果的异同。(4)设计了具有四轴解耦性能的球铰磨损实验台。基于小波变换的多轴载荷编辑方法,对球铰的四轴载荷进行编辑。并将编辑后的载荷谱,通过该实验台施加到球铰上,可分别模拟球铰在汽车转向、制动及转弯等工况下的球铰磨损。利用开发的球铰磨损实验台和编辑后的球铰载荷谱,采用远程参数控制技术对球铰进行磨损模拟实验,在一个可控的环境下了对球铰进行了磨损实验测试,对磨损前后球铰的性能参数进行了对比。


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