摩托车疲劳耐久台架试验与寿命预测研究
驱动桥疲劳强化试验及疲劳寿命的置信区间估计
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农 业 机 械 学 报
2 0 0 6 年
估计问题上Boo t st rap 方法有着良好的特性。 目前这 一技术已经渗透到工程科学许多领域。 Zoub ir [ 3 ] 介 绍了Boo t st rap 在信号处理方面的一些应用。 刘刚[ 4 ] 在机械诊断中, 利用振动信号的特征, 构造了故障特 征库。 陈文华[ 5 ] 将Boo t st rap 区间估计方法应用于航 天器的可靠性设计。 本文利用该原理对驱动桥疲劳 寿命进行估算, 并给出疲劳寿命的置信区间估计。
S i ——任一应力幅值 m ——疲劳指数
将式 ( 2) 代入式 ( 1) , 则零件的累计损伤值表示为
N
D=
∑N
i= 1
n iS i
m
0 - 1
Ρ
m
( 3)
112 强化系数的确立
强化疲劳试验的目的 是要求在较短的试验周期 内能真实地反映驱动桥的 疲劳寿命。 从汽车道路试 验及实际使用情况考察, 绝大部分汽车机械零部件 的损坏是由于在交变应力 的作用下疲劳损伤所致。 图 1 零件的 S N 曲线 为了缩短试验周期, 汽车 F ig. 1 S N cu rves of p art 的耐久性试验一般在具有各种特征强化路面的试车 场内进行。 在这种道路上行驶的汽车所受的应力载 荷及频次会增加。 强化系数定义为在规定的条件下, 达到相同破坏时, 汽车在普通公路和可靠性强化道 路上试验行驶的里程数之比。 在普通公路上疲劳寿 命里程数为L p , 在强化道路破坏的里程数为L , 则强
D=
∑N
i= 1
ni
i
( 1)
式中 n i ——阶梯载荷谱中, 某应力幅值的循环数 N i ——零件S N 曲线上, 对应某级应力幅值 发生疲劳破坏时的循环数 i ——载荷谱的分级 图 1 为零件的S N 曲线图。材料S N 曲线的 B a squ in 关系式为 m m ( 2) S i N i = Ρ- 1N 0 = Con st 式中 Ρ- 1 ——材料的疲劳极限 N 0 ——材料的疲劳极限寿命
车架台架疲劳试验方法研究
量通过牵引座施加在牵引车车架上，所以牵 引车车架的弯曲载荷集中施加在牵引座上。 其他重型车车架承受的弯曲载荷可简化为货 箱质心处的集中载荷（在条件具备的情况下 载荷也可以均匀分布施加）如图 1 所示。
弯曲载荷加载方式为 Z 向等幅正弦波， 载荷幅值由满载质量和强化系数决定，频率 通常为 1Hz，频次通常为 30 万次至 50 万次。
1 车架总成 2 车架前端固定装置 3 龙门架及牵引座固定装置 4 伺服缸
图 4 载荷谱截取图
（Ch66-Ch70 依次为左前轮、右前轮、左中轮、右 中轮、左后轮、右后轮相对于车架的位移）
图 5 载荷谱截取图
图 6 某车型车架多轴道路模拟试验方案
1 车架总成 2 车架前端固定装置 3 龙门架及牵引座固定装置 4 轴头复合加载工装 5 一号加载单元 6 二号加载单元
2.2 扭转疲劳试验 设计某车型车架扭转疲劳试验方案如图 2 所示，用工装模拟钢板弹簧及车桥。车架前 端通过模拟板簧、模拟前桥及前端固定支架 固定在地板上。模拟前桥中心通过关节轴承 与固定支架相连，释放车架前轴在前桥中心 处绕 X 轴的转动自由度。车架后端通过模拟 板簧、模拟后桥及后端固定支座固定在地板 上。模拟板簧通过骑马螺栓与车架上的平衡 轴座相连，模拟后桥通过三只二力杆分别与 后端固定支座相连，如图 2 所示。 伺服缸通过关节轴承与位于前桥一侧的 连接座相连，对车架按等幅正弦波施加扭矩。 使车架前轴相对后轴依次产生一至五度的扭 角，每个角度进行 10 万次疲劳。
3 车架垂向道路模拟疲劳试验
经过车架受力分析可知车架最主架垂向道 路模拟疲劳试验方案如图 3 所示，按实车载 荷谱进行车架垂向道路模拟疲劳试验，可同
时考核车架的弯曲疲劳及扭转疲劳。 样品选用带牵引座、悬架系统及车桥的
疲劳耐久试验在汽车零部件台架中的应用探讨
疲劳耐久试验在汽车零部件台架中的应用探讨发表时间：2019-05-09T09:15:15.180Z 来源：《新材料.新装饰》2018年9月上作者：张强刘斌[导读] 分析金属零部件疲劳损坏的根本原因，将相同的汽车零部件的台架与实际道路疲劳损伤值进行比较，找出关键影响因素，便可制定台架耐久测试的标准。
在保证一定的疲劳损伤谱的同时，借助算法的优化来对试验程序进行优化，从而让试验周期得到最大限度的缩短。
本文将以道路模拟台为例，探讨汽车车身耐久试验标准的大致过程。
关键词：（长城汽车股份有限公司，河北保定 071000）摘要：分析金属零部件疲劳损坏的根本原因，将相同的汽车零部件的台架与实际道路疲劳损伤值进行比较，找出关键影响因素，便可制定台架耐久测试的标准。
在保证一定的疲劳损伤谱的同时，借助算法的优化来对试验程序进行优化，从而让试验周期得到最大限度的缩短。
本文将以道路模拟台为例，探讨汽车车身耐久试验标准的大致过程。
关键词：金属疲劳损坏；相对疲劳损伤谱；台架试验；台架耐久试验标准引言：零部件不但对车的质量产生重要影响，同时也将对车辆的使用寿命产生直接影响，整车的安全性能和环保要求也会受到影响。
因此，主机厂在生产出零部件的时候，非常有必要对所生产的零部件进行试验，从而保证产品的安全性和可靠性。
但是，由于零部件是在整车上应用的，所以进行零部件验证试验时，需要在零部件台架试验过程中考虑到对整个零部件系统进行验证。
一、汽车零部件耐久试验的简略的叙述一般而言，新车型在上市之前，其系统和零部件的质量还需要进行一定的验证，因此，各种测试手段对新车型的零部件和系统的测试保证了其优良质量。
在测试过程中，要尤为重视对其进行的疲劳耐久试验。
对于零部件耐久试验的开展来说，现在国内主要针对两个方面：道路试验和台架耐久试验。
对于道路试验来说，指的是让一些仍在研发的汽车根据标准工况在道路试验场完成固定里程数的实车试验，当试验结束之后，再对汽车的状态进行检查，判断其是否符合汽车设计的要求；而台架耐久试验是根据实车情况通过一定的设备和工装固定待测零部件或者系统，按照耐久试验的标准的要求对其进行相应强度、频率和一定次数的测试，在完成测试之后，被测零部件也要进行相应的检测，从而得出结果，判断其是否满足设计的要求。
扭力梁耐久等效台架试验设计及疲劳寿命预测方法
计算机辅助工程 Vcl.29 Nc.4Computee Aided EngineeringDec. 202029 42020 12文章编号：1"6 - 0871(2020)04-0016-06DOI : 10. 13340/j. cac. 2020. 04. 004扭力梁耐久等效台架试验设计及疲劳寿命预测方法余家皓，邓小强，郭绍良，朱冬冬（广川汽车集团股份有限公司汽车工程研究院,广川511434）摘要：针对传统扭力梁悬架开发中实车道路试验费用高、零部件迭代设计时间长的问题,根据传统疲劳寿命预测方法制定多轴载荷台架试验方案，利用试验测试和仿真手段对比的方法预测扭力梁 悬架寿命，分析基于应力叠加原理寿命估计方法的局限性，根据伪损伤等效原理提出更合理的寿命估计方法。
根据该方法设计等效台架试验方案，并进行有限元仿真和台架试验。
某扭力梁悬架开 发和整车耐久性试验证明该设计方法的有效性。
关键词：疲劳；耐久；等效；扭力梁；伪损伤中图分类号：TP391.92； U467.523 文献标志码：BEquivalent bench test scheme and life prediction method for twist beamYU Jiahao ，DENG Xiaoqiang ，GUO Shaoyang ，ZHU Dongdong(Automotive Research and Development Centee , Guangzhou Automobile Group Cc. , Ltd. , Guangzhou 511434, China )Abstract : As to the problems that the cost of road test is high and the parts design iteration time is long in traditional torsion beam suspension development , the multi 位xil load bench test scheme is plannedaeeoedingtotheteaditionaefatigueeifepeedietion method.Theeifeoftoesion beamsuspension ispeedieted by the comparison of test and simulation method. The limitation of lit estimation method based on stresssuperposition principle is analyzed , and a more reasonable lit estimation method is proposed according toth.ps.udodamag..quieaentpeineipe.Bas.d on thism.thod , th..quieaentb.neh tstseh.m.isdesigned , and the finite element simulation and bench Wst are carried out. The effectivenss of the design method is proved by the development of the torsion beam suspension and whole vehicle durability test.Key words : fatigue ; durability ; equivelence ; torsion beam ； pseudo damage0引言传统扭力梁开发需要进行实车道路试验和零部件迭代设计，开发需要的费用高、时间长。
摩托车车架疲劳强度试验方法及设备
车架疲劳强度试验及试验设备
在国内,单独对车架强度进行试验的研究几乎还是一遍空白, 在国内,单独对车架强度进行试验的研究几乎还是一遍空白, 国内其他的摩托车企ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中既无车架疲劳强度试验设备, 国内其他的摩托车企业中既无车架疲劳强度试验设备,也无 疲劳强度试验方法,国家标准中也没有相关内容, 疲劳强度试验方法,国家标准中也没有相关内容,所有的研 究工作,只能从零开始. 究工作,只能从零开始. 三,车架疲劳强度试验的原理浅析 车架疲劳强度试验原理起源于摩托车在道路上的实际状况. 车架疲劳强度试验原理起源于摩托车在道路上的实际状况. (1)当摩托车行驶在凹凸不平的路面时,其受力状况分别 )当摩托车行驶在凹凸不平的路面时, 如图1, 所示: 如图 ,图2所示: 所示
�
F
t2
Ft
Ft1
图2 行驶在凹面上时
车架疲劳强度试验及试验设备
同样的分析,当摩托车通过凹面路面上时, 同样的分析,当摩托车通过凹面路面上时,作用在车架上 的力便为水平方向上的拉力F 的力便为水平方向上的拉力 t1. 因此,在车架疲劳强度试验中,我们可以通过不断施加 因此,在车架疲劳强度试验中, 水平方向反复的推,拉力来激励车架, 水平方向反复的推,拉力来激励车架,这就是车架疲劳 强度试验中的水平加载试验,如图3所示 所示: 强度试验中的水平加载试验,如图 所示:
车架疲劳强度试验及试验设备
二,国内外车架疲劳强度试验开展的现状 目前, 目前,车架强度方面的研究工作在国外进行得相当普 日本的摩托车企业(如本田公司) 遍,日本的摩托车企业(如本田公司)在早些年已通过 不断施加载荷激励车架的某些部位来开展车架强度方面 的研究工作; 美国的摩托车企业运用MTS设备和技术 的研究工作 ; 美国的摩托车企业运用 设备和技术 藕合模拟道路特征来开展这方面的研究( 藕合模拟道路特征来开展这方面的研究(主要是利用多 通道的路采系统,在实验室开展模拟的道路试验) 通道的路采系统,在实验室开展模拟的道路试验);欧 洲摩托车企业的研究方法则起源于日本, 洲摩托车企业的研究方法则起源于日本,并在此基础上 得到发展.国外的车架疲劳强度试验经过多年的积累, 得到发展.国外的车架疲劳强度试验经过多年的积累, 已达到了一个较成熟的水平, 已达到了一个较成熟的水平,多数摩托车企业都已形成 了自己的企业标准,其研究成果对外都是秘而不宣的, 了自己的企业标准,其研究成果对外都是秘而不宣的, 作为这些企业内部的经典来指导摩托车的设计开发工作. 作为这些企业内部的经典来指导摩托车的设计开发工作.
摩托车车架系统疲劳寿命研究
II
重庆大学硕士学位论文
1
绪
论
1
1.1 课题背景及意义
绪
论
目前，我国生产的摩托车绝大部分仍属中低档产品，技术上处于中低水平， 且大部分产品没有自己独立的知识产权。生产规模大而技术水平落后是我国摩托 车工业的现状和特点。 目前的新车型开发大多是“克隆”国外车型或在不改变车体和 发动机等核心技术基础上的外观改形，尤其在新车开发过程中，没有进行充分的 研究分析和试验考核，导致产品开发周期长、开发费用高，性能往往得不到保证。 造成这样的状况一方面是因为缺乏自主开发的技术基础和专门技术人才，另一方 面缺乏相应的检测评价方法和手段及大量试验基础数据的积累。为改变目前这种 状况，开展对摩托车性能的研究尤为必要。 众所周知，摩托车车架在摩托车中起着举足轻重的作用。车架是一个结构和 受力均复杂的组合零件，它将发动机、传动部分、行车部分、操纵部分等有机的 连结在一起，构成一个整体，承受着全车及载荷的重量，接受动力传递装置的扭 矩，通过驱动轮与路面的附着作用，产生对摩托车的牵引力；承受着路面作用于 车轮的各种力及力矩；承受着摩托车在不平路面行驶时产生的冲击和振动载荷等。 车架的主要功能不仅用于固定及支承车辆的发动机、传动系统和悬架系统以及其 它相关元件等，还起着抑制来自前后车轮的各种负荷所引起的扭曲变形以及对骑 乘人员提供良好的操纵稳定性和骑乘舒适性等作用。摩托车操纵的平顺性、驾驶 的安全性、乘坐的舒适性和在各种路面条件下的通过性与车架都有不可分割的关 联。因此，摩托车车架是一个要求严格的大型受力构件，必须有足够的强度和刚 性，而且在重量、造型等方面也有相应的要求。在载荷的作用下，车架必须有足 够的静强度和疲劳强度。静强度是指在承受冲击载荷时，车架抵抗永久变形的能 力。疲劳强度是指摩托车在行驶过程中，承受交变应力时不产生疲劳裂纹和疲劳 断裂的能力。实践证明，目前摩托车车架主要损坏形式是疲劳破坏，一般先在局 部区域(焊接接头处)产生裂纹，然后裂纹扩展导致断裂。疲劳强度不够，使用一段 时间后，容易发生车架断裂、永久变形等严重事故，给人身安全带来严重威胁。 通过对摩托车车架系统结构进行疲劳强度分析及寿命预估， 不但可以对现行摩 托车进行剩余寿命评估，而且能有效地指导新型摩托车的开发，提高了国内摩托 车的设计水平，具有十分重要的理论意义和实用价值。同时，通过对摩托车车架系 统的疲劳强度研究，制定疲劳强度试验标准，最终实现在疲劳试验机上对摩托车 车架系统进行疲劳试验，不仅可以大大缩短产品开发周期、降低开发费用,避免路 试中的安全事故，而且为摩托车开发和定型抽检中对车架系统疲劳耐久性考核试
摩托车车架台架实验载荷的确定及疲劳寿命探讨
摩托车车架台架实验载荷的确定及疲劳寿命探讨摘要：摩托车车架作为整车的骨架部件，其结构直接影响摩托车的整体强度和寿命，设计规格确定前必须经过长时间的道路试验验证。
总之，通过本文的研究，较好的表明了摩托车车架在实际使用过程中的真实工作情况，为企业储备了摩托车车架有限元模型和相关试验数据。
找出了车架某些薄弱环节，研究了疲劳寿命预估的问题，为企业解决市场问题提供了一些思路和方法。
同时也为进一步研究车架轻量化设计的工程应用奠定了基础，为改进结构设计提供了依据。
另外，本文对有限元分析技术在摩托车疲劳寿命领域的实际应用进行了有益的尝试。
关键词：摩托车；有限元法；分析引言：我国自从年成功仿制了型三轮摩托车，揭开摩托车生产的历史以来，摩托车工业发展是快速和迅猛的。
尤其是近年来，伴随着我国经济的持续高速增长，以重庆、广东和江浙三大板块为代表的摩托车工业得到了迅速的发展，己经成为我国国民经济的重要组成部分。
目前我国的摩托车产量已经超过日本，成为世界第一摩托车生产大国。
然而，我们应该清醒的看到我国虽然已经是摩托车生产大国，但却不是摩托车生产强国，在摩托车设计与制造的关键技术方面与发达国家相比还存在着较大的差距。
一、有限元法概述有限元分析，是工程技术领域进行科学计算的极为重要的方法之一，它是一种很有效的数值计算方法，能对工程实际中的几何形状不规则、受力和约束复杂的各种工程结构进行变形分析，应力分析和动态分析，这是传统的经验设计方法无法做到的。
“有限元法”这个名称，在年第一次出现在的一篇平面弹性问题的论文中。
随着有限元分析软件程序的诞生以及计算机技术的飞速发展，如今，有限元法已经被广泛的应用于固体力学、流体力学、热学、电磁学、声学等各个领域。
有限元分析方法能求解由杆、梁、板、壳、块体等各类单元构成的各类弹性、塑性或弹塑性问题，包括线性和非线性、静力和动力问题能求解各类场分布问题，例如流体场、温度场、电磁场等的稳态和瞬态问题还能求解水流管路、电路、润滑、噪声以及固体、流体、温度相互作用的问题。
摩托车车架疲劳强度分析_吕冬慧
析, 所以进行了适当的简化, 因此整体质量较实验车架 略小, 导致仿真模态频率和试验模态频率稍有差别, 但 模态振型吻合得非常好, 因此此三维模型可以作为仿 真使用。
作者简介: 吕冬慧 ( 1980 - ), 女, 工程师, 主要研究方向为机械结构强度疲劳耐久分析。
摘 要: 针对以往零件和构件校核方法的弊端, 采用疲劳分析校核的方法对摩托车车架进行强度校核。
利用模态分析的方法验证有限元模型的准确性, 利用运动学分析软件 M ot ion得到车架的载荷谱, 然后
对车架进行静强度和疲劳强度分析, 得到车架的疲劳寿命和安全系数, 从而对结构提出改进意见。
关键词: 摩托车车架 模态分析 载荷 疲劳强度
3 结论
1) 和传统柴油相比, 生物柴油有较高的有效燃油 消耗率和高的热效率, 同时 CO、H C 和微粒质量浓度 排放降低, 但是 NOx 和微粒总数量有所升高。
2) 使用混合燃料使得发动机热效率比纯生物柴 油略有降低, 但仍高于使用传统柴油。
3) 生物柴油 /甲醇混合燃料可以明显降低生物柴
油所带来的高 NOx 和微粒总数量排放, 并且可以进一 步降低微粒的质量浓度, 但是 HC、CO 和 NO2 的排放 比传统柴油更高。
6 Cheng Chuanhu,i Cheung CS, Chan T L, e t a.l Com pa rison o f em issions of a direct injection diese l eng ine ope rating on b iodiese lw ith em ulsified and fum igated m ethano l[ J]. Fue,l 2008, 87( 10- 11): 1870~ 1879
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摩托车疲劳耐久台架试验与寿命预测研究
朱晓明;李加庆
【期刊名称】《摩托车技术》
【年(卷),期】2011(000)012
【摘要】疲劳耐久性是直接影响摩托车行驶安全的重要性能，摩托车生产企业非常有必要针对每款新车开展疲劳耐久性试验。
以某款摩托车为例，进行路谱采集和疲劳耐久试验，采集车架上某关键部位的应变监测信号，探索采用S-N曲线和Miner线性累积损伤理论对车架寿命进行预测。
通过试验表明，台架耐久试验相比道路耐久试验更高效、更安全，为摩托车的疲劳耐久试验和车架的优化设计提供了参考依据。
【总页数】3页(P42-44)
【作者】朱晓明;李加庆
【作者单位】上海机动车检测中心;上海机动车检测中心
【正文语种】中文
【中图分类】U483
【相关文献】
1.加速度在摩托车疲劳耐久试验中的应用研究 [J], 李加庆;朱晓明;金锋
2.某商用车车架台架疲劳寿命预测与提升 [J], 王树英;陈有松;石文山;韩红阳
3.基于HyperWorks的副车架疲劳耐久台架试验仿真 [J], 韩立
4.新型摩托车制动器试验台的开发及对标准《摩托车和轻便摩托车制动器台架试验[J], 程永全
5.扭力梁耐久等效台架试验设计及疲劳寿命预测方法 [J], 余家皓;邓小强;郭绍良;朱冬冬
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