摩托车疲劳耐久台架试验与寿命预测研究
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
台架耐久性试验全周期振动监测方法研究及应用
在工程机械领域 ，客户和市场对关键部件产品质量 的要求越来越高 ，因此 ，部件的耐久性已经成为厂家研发 产 品时 一 项必 须 检 测的 内 容 。由于 进行 整 车 的耐 久 性试 验耗时耗力 ，会极大地推高成本 ，故而研发部件产品时更 倾向于先进行 台架耐久性试验 ，以期迅速发现问题 ，进行 改进 ，从而加快研发进度。
２
采集系统
ＬＭＳ Ｓｃａｄａｓ Ｍｏｂｉｌｅ／
Ｃｒｙｓｔａｌ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ
３ 数据分析软件
，
同时刻的相互依赖关系，其定义式为：Ｒ （ｚ）＝ｌｉｍ Ｉ ｘ（ｔ）ｘ
ｆ— ＋ ∞
Ｕ
（什ｒ）也。振动信号的频域分析 ，广泛采用快速傅里叶分析
∞
方法（ＦＦＴ），时域函数 ｘ（ｔ）的傅里叶变换为 （厂）＝Ｉ
表 １ 振动监控主 要仪器设备
序号 １
仪器名称 加速度传感器
规 格型号 单 向、三 向加速度传感器
作者简介 ：党振玲 （１９８８一 ），女 ，广西柳州人 ，工程师 ，硕士 ，研究方 向：工程机械传动部件试验技术研究 。 １４ Βιβλιοθήκη 工霏表械Ｉ ２０仔４ 杠 拭
第 ４９卷 Ｉ第 ４期
总第 ５３４期
运用现代测试技术 ，测量并监视伴随试验 台架耐久 性试验过程 中的振动参量，再利用信号分析与数据处理 技术 ，对振动信息进行分析处理 ，建立动态信息与设备故 障之 间的联系 ，就可以建立一个台架耐久性试验的故障 监测 与诊断体系嚼，从而在长时间的试验过程 中及时有效 地发现问题 ，排查问题 ，保证试验安全、高效进行。本文将 以减速器台架耐久性试验为例，介绍振动监测方法在台 架耐 久性 试验 中 的具 体应 用 。
某摩托车结构疲劳寿命分析
C A M E O 凯模C A E 案例库w w w .c a m e o .o r g .c n 某摩托车结构疲劳寿命分析*黄泽好孙章栋鲁旭升肖荣基（重庆理工大学汽车学院重庆400050）摘要：以某摩托车数字样机为基础，在Hypermesh 中建立了车架的有限元模型，利用MSC．Nastran 进行了车架模态分析，得到车架的模态结果文件和模态中性文件．利用车架的模态中性文件以及整车CAD 模型，在ADAMS 中形成虚拟整车台架试验的多体动力学模型，并进行了仿真，得到车架各阶模态对应的应力形状时间历程文件。
在MSC．Fatigue 中读入车架模态结果文件和车架应力形状时间历程文件计算出了车架的疲劳寿命。
关键词：摩托车结构疲劳寿命数字样机MSC．Fatigue中图分类号：U483文献标识码：A文章编号：1671－0630（2011）05－0023－04Fatigue Life Analysis of A Motorcycle StructureHuang Zehao ，Sun Zhangdong ，Lu Xusheng ，Xiao Rongji Chongqing University of Technology （Chongqing ，400050，China ）Abstract ：The finite element model is established in Hypermesh on the basis of a motorcycle model．The re-sult file of the modal analysis and modal neutral file of motorcycle structure are generated through modal analy-sis in Nastran．Then a rigid-flexible coupling multi-body dynamics model is created in ADAMS by using the modal neutral file and the CAD model of motorcycle．DAC files of body are generated after multi-body dynam-ics analysis．In MSC．Fatigue ，the fatigue life analysis of the structure is executed using the result file of the modal analysis and DAC mode file．Keywords ：Motorcycle structure ，Fatigue life ，Virtual prototype ，MSC．Fatigue引言摩托车行驶过程中主要受到来自路面和发动机的激励，车架承受着行驶过程中的动载荷和静载荷［1］。
基于虚拟试验台架的驱动桥壳疲劳寿命分析研究
密 级： 分类号：
公开 U463.2
Hefei University of Technology
硕士学位论文
MASTER’S DISSERTATION
论文题目：
基于虚拟试验台架的驱动桥壳 疲劳寿命分析研究
学位类别： 专业名称： 作者姓名： 导师姓名： 完成时间：
万方数据
万方数据
学位论文独创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行独立研究工作所 取得的成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的内容外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 合肥工业大学 或其他
教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文成果做出贡献的个人和集体，本 人已在论文中作了明确的说明，并表示谢意。 学位论文中表达的观点纯属作者本人观点，与合肥工业大学无关。
Analysis of Drive Axle Housing Fatigue Life Based on Virtual Test Bench
By Wang Gui Long
Hefei University of Technology Hefei, Anhui, P.R.China
April, 2014
学位论文作者签名： 签名日期： 年 月 日
指导教师签名： 签名日期： 年 月 日
论文作者毕业去向 工作单位： 联系电话： 通讯地址： E-mail： 邮政编码：
万方数据
致谢
论文的完成离不开我的导师张代胜教授的帮助和指导， 也离不开谭继锦 老师的指导和校正。在百忙之中，张老师仍然挤出时间并投入较大的精力来 指导我的论文，提出了修改及完善建议，点拨了我的论文撰写。从选择论文 课题，到搜集课题相关资料，至后续的模型的建立及仿真，到论文撰写和修 改、完善，直至最后的论文定稿，老师都给了我详细而细致的指导。 时光荏苒， 在两年半左右的时间里， 张老师还在生活上给我提供了帮助， 在为人上、政治上也深刻地影响了我。张老师本人学识渊博，见识广泛，而 且治学态度严谨， 工作兢兢业业。 他的这些优良品质在潜移默化中影响着我， 让我深刻的懂得了做人、做学问的道理、方法。同时，合肥工业大学谭继锦 教授以其扎实的专业知识，先进的学术理念，稳重的工作方法在我撰写及修 改完善论文的整个过程中给予了我指导和帮助。正是因为老师们，我才有幸 能走到今天，在此向张老师、谭老师表达最最真挚、诚恳的敬意以及感谢。 祝老师们桃李满天下！ 感谢论文评委专家为评阅论文所付出的宝贵时间和精力。 本论文的完成也离不开同一课题组的王殿鹏、李彦保、赵强等同学的帮 助。 在我完成论文的整个过程中，我们相互进步， 也从中汲取了很多的知识。 不仅如此，生活中我们相互关爱，和睦相处，学习生活的环境十分的融洽、 和谐。让我在学到了很多东西的同时，能够十分愉悦的度过有意义的研究生 生活。我十分珍惜这份来之不易的同窗之情。在此，一并向他们表示深深的 感谢，希望他们前程似锦。 感谢马洪龙同学对我论文修改的帮助。 最后，向远在故里的父母家人、亲朋好友致以最最真诚的感谢。正是他 们一直以来对我默默地支持和包容， 我才能得以完成学业， 实现多年的梦想。 谨以此文献给爱护和关心我及我爱和关心的人！ 作者：王桂龙 2014 年 4 月
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发表时间：2019-08-07T10:28:39.297Z 来源：《基层建设》2019年第15期作者：郑景辉[导读] 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。
湛江德利车辆部件有限公司摘要：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。
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
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Ft
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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