一種表征組合路況作用下車輛結(jié)構(gòu)疲勞損傷的網(wǎng)狀圖法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種在組合路況下表征車輛結(jié)構(gòu)疲勞損傷的網(wǎng)狀圖法。第一步，確定組合路況，進(jìn)行測(cè)試和編制車輛結(jié)構(gòu)載荷譜；第二步，計(jì)算各路況作用下車輛結(jié)構(gòu)的疲勞損傷和總損傷；第三步，計(jì)算各路況作用下車輛結(jié)構(gòu)損傷密度和在總損傷中的權(quán)重；第四步，將各路況作用下的車輛結(jié)構(gòu)損傷密度和權(quán)重分別作為圓半徑和圓心角，繪制網(wǎng)狀圖。該網(wǎng)狀圖的封閉面積即表示了車輛結(jié)構(gòu)在組合路況下的疲勞損傷。為車輛結(jié)構(gòu)疲勞損傷的準(zhǔn)確對(duì)比分析、道路試驗(yàn)規(guī)范的有效調(diào)整等提供一種方便可靠的研究手段，為車輛疲勞耐久研究提供一種有效方法。
【專利說(shuō)明】一種表征組合路況作用下車輛結(jié)構(gòu)疲勞損傷的網(wǎng)狀圖法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛結(jié)構(gòu)疲勞損傷研究領(lǐng)域，尤其涉及一種用于確定在組合路況作用下車輛結(jié)構(gòu)疲勞損傷狀況的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]路面不平度激勵(lì)對(duì)車輛性能產(chǎn)生直接影響，為確定真實(shí)路面激勵(lì)對(duì)車輛疲勞耐久性的影響，在試驗(yàn)場(chǎng)各強(qiáng)化路面激勵(lì)條件下的車輛結(jié)構(gòu)疲勞損傷研究以及實(shí)測(cè)載荷譜下的壽命預(yù)測(cè)，已受到主要車輛研發(fā)機(jī)構(gòu)、大型汽車企業(yè)的高度重視，開(kāi)展了許多車輛疲勞耐久方面的研究工作，主要集中在試驗(yàn)場(chǎng)載荷譜下的道路模擬實(shí)驗(yàn)，汽車疲勞耐久強(qiáng)化試驗(yàn)等研究。對(duì)于車輛結(jié)構(gòu)件的疲勞損傷評(píng)估，目前主要有兩種方法:一種是數(shù)值仿真法，主要結(jié)合有限元與疲勞理論進(jìn)行結(jié)構(gòu)的疲勞壽命預(yù)測(cè)，多用于結(jié)構(gòu)改進(jìn)或定型分析；一種是試驗(yàn)方法，多用于產(chǎn)品的定型或驗(yàn)證，試驗(yàn)周期長(zhǎng)，以上方法都不能充分有效利用汽車整車和零部件生產(chǎn)企業(yè)所進(jìn)行的強(qiáng)化路面下疲勞耐久試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、改進(jìn)優(yōu)化過(guò)程中仍需不斷重復(fù)試驗(yàn)，大大增加了試驗(yàn)成本，為此，實(shí)現(xiàn)對(duì)疲勞耐久試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效利用十分必要，而且具有十分重要工程應(yīng)用價(jià)值。
[0003]目前，車輛工程領(lǐng)域，許多廠家都在結(jié)合自身產(chǎn)品進(jìn)行大量的疲勞耐久試驗(yàn)，獲得了大量的載荷譜數(shù)據(jù)。特別是試驗(yàn)場(chǎng)強(qiáng)化路面車輛載荷譜，主要用來(lái)產(chǎn)品定型、耐久分析，以及提供疲勞耐久臺(tái)架試驗(yàn)的加載譜。對(duì)于載荷測(cè)試數(shù)據(jù)主要是直接用于以上單一試驗(yàn)?zāi)康模⑽瓷钊胙芯枯d荷譜對(duì)車輛結(jié)構(gòu)損傷的潛在影響，以便清晰對(duì)比不同強(qiáng)化路況里程、不同作用順序?qū)囕v結(jié)構(gòu)損傷和疲勞壽命的影響規(guī)律，從而指導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行試驗(yàn)方案修正和試驗(yàn)規(guī)范調(diào)整，提聞試驗(yàn)效率和廣品開(kāi)發(fā)質(zhì)量。
[0004]對(duì)于不同汽車企業(yè)來(lái)講，為了在不重復(fù)進(jìn)行道路載荷測(cè)試情況下考查試驗(yàn)場(chǎng)不同強(qiáng)化道路對(duì)車輛結(jié)構(gòu)的疲勞損傷、有效調(diào)整試驗(yàn)場(chǎng)不同強(qiáng)化道路試驗(yàn)規(guī)范，本發(fā)明提出一種表征組合路況作用下車輛結(jié)構(gòu)疲勞損傷的網(wǎng)狀圖法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:提供一種在組合路況作用下車輛結(jié)構(gòu)疲勞損傷的表示方法，為車輛結(jié)構(gòu)疲勞損傷的準(zhǔn)確分析、道路試驗(yàn)規(guī)范的有效調(diào)整等提供一種方便可靠的研究手段，為車輛疲勞耐久研究提供有效方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:該方法首先是確定組合路況，進(jìn)行測(cè)試和編制車輛結(jié)構(gòu)載荷譜；其次是計(jì)算各路況作用下車輛結(jié)構(gòu)損傷和總損傷；再次是計(jì)算各路況作用下的車輛結(jié)構(gòu)損傷密度和在總損傷中的權(quán)重；最后是將各路況作用下的損傷密度和權(quán)重分別作為圓半徑和圓心角，繪制網(wǎng)狀圖。該網(wǎng)狀圖的封閉面積即表示了車輛結(jié)構(gòu)在組合路況下的疲勞損傷。
[0007]其中，該方法包括以下步驟:第一步，車輛結(jié)構(gòu)在組合路況下應(yīng)變載荷測(cè)試和編制載荷譜；第二步，計(jì)算各路況作用下車輛結(jié)構(gòu)損傷和總損傷；第三步，計(jì)算各路況作用下車輛結(jié)構(gòu)損傷密度和在總損傷中的權(quán)重；第四步，繪制網(wǎng)狀圖。方案流程如圖1所示。
[0008]其中，該方法的具體步驟如下:
[0009]第一步:車輛結(jié)構(gòu)在組合路況作用下應(yīng)變載荷測(cè)試和編制載荷譜
[0010](I)確定組合路況，選擇三種及以上的路面等級(jí)較低的強(qiáng)化路組合；
[0011](2)結(jié)構(gòu)載荷測(cè)試，對(duì)車輛重要結(jié)構(gòu)的損傷危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行載荷測(cè)試；
[0012](3)編制載荷譜，應(yīng)用雨流法對(duì)各單一路況和組合路況作用下車輛結(jié)構(gòu)載荷分別進(jìn)行計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)。
[0013]第二步:計(jì)算各路況作用下車輛結(jié)構(gòu)損傷和總損傷
[0014]應(yīng)用glyphworks軟件計(jì)算每種路況作用下車輛結(jié)構(gòu)的疲勞損傷和在組合路況下的總疲勞損傷；
[0015]第三步:計(jì)算各路況作用下車輛結(jié)構(gòu)損傷密度和在總損傷中的權(quán)重
[0016](I)計(jì)算每種路況作用下車輛結(jié)構(gòu)的損傷密度值，其值為疲勞損傷值與該路況里程的比值；
[0017](2)計(jì)算每種路況作用下車輛結(jié)構(gòu)疲勞損傷在總損傷中的權(quán)重值，其值為每種路況車輛結(jié)構(gòu)損傷值與總損傷值的比值；
[0018](3)對(duì)損傷密度進(jìn)行百分制計(jì)分，根據(jù)損傷密度的實(shí)際大小進(jìn)行百分區(qū)域值劃分，通過(guò)向上取整，確定出各路面下產(chǎn)生的損傷密度的分值。
[0019]第四步:繪制網(wǎng)狀圖
[0020](I)繪制合適大小的單位圓；
[0021](2)按各路況作用順序，以順次確定圓心角，其大小與各路況損傷權(quán)重相等，繪制出各半徑；
[0022](3)在相應(yīng)的半徑上，選取各路況作用下車輛結(jié)構(gòu)損傷密度的分值點(diǎn)，半徑由內(nèi)而外為O?100分；
[0023](4)順次連接各點(diǎn)，形成封閉面積，其大小即表示該組合路況作用下車輛結(jié)構(gòu)的疲勞損傷。
[0024]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:表達(dá)車輛結(jié)構(gòu)損傷狀況非常清晰、明確；根據(jù)用戶需要，改變權(quán)重值可明確對(duì)比出不同路況對(duì)車輛結(jié)構(gòu)損傷的影響程度；通過(guò)改變路況作用順序，可清晰驗(yàn)證不同路況作用順序?qū)囕v結(jié)構(gòu)疲勞損傷的影響，與結(jié)構(gòu)疲勞損傷與載荷作用順序相關(guān)的疲勞損傷理論相一致。為車輛結(jié)構(gòu)疲勞損傷對(duì)比分析、疲勞耐久試驗(yàn)規(guī)范調(diào)整、車輛產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化等提供了一種簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、實(shí)用的方法。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明方法的方案流程示意圖。
[0026]圖2是本發(fā)明的控制臂危險(xiǎn)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖3是本發(fā)明的控制臂組合路況下雨流計(jì)數(shù)結(jié)果直方圖。
[0028]圖4是本發(fā)明的表示控制臂損傷的網(wǎng)狀圖。
[0029]圖中:1、2、3、4、5、6、7、8分別為扭曲路乙、石塊路丙、石塊路乙、卵石路乙、砂石
路、搓板路乙、長(zhǎng)波路、一般公路等8種路況?！揪唧w實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)解決方案，實(shí)施例不應(yīng)理解為是對(duì)技術(shù)解決方案的限制。
[0031]實(shí)施例1:以某車控制臂在試驗(yàn)場(chǎng)強(qiáng)化組合路況下的疲勞損傷分析為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0032]第一步:車輛控制臂在試驗(yàn)場(chǎng)強(qiáng)化組合路況下應(yīng)變載荷測(cè)試與編制載荷譜
[0033](I)確定組合路況，選擇交通部公路試驗(yàn)場(chǎng)強(qiáng)化路面，如表1所示；
[0034]表1試驗(yàn)場(chǎng)載荷測(cè)試方案
【權(quán)利要求】
1.一種表征組合路況作用下車輛結(jié)構(gòu)疲勞損傷的網(wǎng)狀圖法，其特征在于用網(wǎng)狀圖的圓心角表示各路況作用下的車輛結(jié)構(gòu)損傷的權(quán)重值，圓半徑長(zhǎng)度表示各路況作用下的車輛結(jié)構(gòu)損傷密度值，形成封閉面積表示組合路況作用下的車輛結(jié)構(gòu)疲勞損傷，該方法包含以下具體步驟: 第一步:車輛結(jié)構(gòu)在組合路況作用下應(yīng)變載荷測(cè)試和編制載荷譜 (1)確定組合路況，選擇三種及以上的路面等級(jí)較低的強(qiáng)化路組合； (2)結(jié)構(gòu)載荷測(cè)試，對(duì)車輛重要結(jié)構(gòu)的損傷危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行載荷測(cè)試； (3)編制載荷譜，應(yīng)用雨流法對(duì)各單一路況和組合路況作用下車輛結(jié)構(gòu)載荷分別進(jìn)行計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)。 第二步:計(jì)算各路況作用下車輛結(jié)構(gòu)損傷和總損傷 應(yīng)用glyphworks軟件計(jì)算每種路況作用下車輛結(jié)構(gòu)的疲勞損傷和在組合路況下的總疲勞損傷； 第三步:計(jì)算各路況作用下車輛結(jié)構(gòu)損傷密度和在總損傷中的權(quán)重 (1)計(jì)算每種路況作用下車輛結(jié)構(gòu)的損傷密度值，其值為疲勞損傷值與該路況里程的比值； (2)計(jì)算每種路況作用下車輛結(jié)構(gòu)疲勞損傷在總損傷中的權(quán)重值，其值為每種路況車輛結(jié)構(gòu)損傷值與總損傷值的比值； (3)對(duì)損傷密度進(jìn)行百分制計(jì)分，根據(jù)損傷密度的實(shí)際大小進(jìn)行百分區(qū)域值劃分，通過(guò)向上取整，確定出各路面下產(chǎn)生的損傷密度的分值。 第四步:繪制網(wǎng)狀圖 (1)繪制合適大小的單位圓； (2)按各路況作用順序，以順次確定圓心角，其大小與各路況損傷權(quán)重相等，繪制出各半徑； (3)在相應(yīng)的半徑上，選取各路況作用下車輛結(jié)構(gòu)損傷密度的分值點(diǎn)，半徑由內(nèi)而外為O?100分； (4)順次連接各點(diǎn)，形成封閉面積，其大小即表示該組合路況作用下車輛結(jié)構(gòu)的疲勞損傷。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103853879SQ201310729338
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】劉永臣, 孫麗 申請(qǐng)人:淮陰工學(xué)院