.汽车可靠性试验

载荷谱采集数据处理方法：
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计数法
载荷谱
程序疲劳试验
功率法
载荷功率谱
随机过程疲劳试验
计数法
峰值计数法 主要计出峰值在不同载荷级出现次数
振幅计数法 记录载荷变化的数值
穿级计数法
把载荷分成若干相等的间隔，记载通 过某级的次数
雨流计数法
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3. 载荷（功率）谱的类型与应用 （1）等幅加载试验 所加载荷谱是幅值相等的正弦时间函数的室内模拟试验
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载荷功率谱：载荷功率大小与其频率的关系谱线
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（2） 载荷（功率）谱的编制
编制流程：
在典型路面（汽车试验场）上进行短距离实测，然后用数理统计 原理进行整理和推断，最后编制成载荷（功率）谱。
载荷谱采编仪器：
采用电测法，即在待测零件表面贴电阻丝应变片的办法来测定零 件的载荷。电子计算机、幅值统计分析仪、应变仪、各类型传感 器等。
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变速箱台架试验
驱动桥台架试验
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（2） 按照破坏情况分类 1）破坏性试验 试验样品最终被破坏或失效的试验。
其中包括破坏性寿命试验，破坏性极限条件试验。
破坏性寿命试验是为了确定产品寿命和可靠性特征值而进行的试 验。
破坏性极限条件试验是在超负荷或严酷环境条件（如高温、低 温、酸碱盐腐蚀、高湿、缺氧、低气压等）下的破坏性试验， 其主要目的是为了考察汽车和零部件产品在特殊环境下抵抗失 效的能力。
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越野场地 设有各种障碍没有路面的场地，考察各种军车的越野 能力。
风洞试验 测量汽车外形的风阻系数及空气动力特性。 标准陡坡 测验汽车的爬坡能力和驻坡能力。
试车场视频
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大型的汽车制造企业一般都建有试验场，如美囿通用汽车公司于20年代建 设了试验场。英国的MIRA、日本的汽车研究所JARI在二次世界大战也建
？ 有试车场。 目前国内最有名的四个汽车试验场：
隶属一汽，中国 隶属交通部 最早的试车场
（1987）
隶属总装备 部，中国最 大的试车场
隶属二汽
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海南汽车试验场试验跑道平面布置图
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国内某汽车企业试验场
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保时捷汽车试验场
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3）实验室试验 实验室试验是在实验室里采用模拟服役条件，但与实际的服役 条件相差较大。
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（4） 按照试验样本大小分类
1）全数测试试验
是指对于关键项目和指标进行100％的测试或检查。这种 测试所得数据较为精确，可靠性置信水平高，缺点是工作 量大，测试对象也只能局限于非破坏性产品。
2）抽样测试试验
所谓从批截量尾产试品中验抽，取就部分是样指品参进行加试试验验，利的用样试品验结并果没，有通 达 到全过计部算失、效分析就来停推止断批了量试产验品的。可靠性特征量。
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2）载荷加载次序 程序加载试验
限定型程序疲劳试验 在程序试验台上，载荷采用限定的 加载次序
随机型程序疲劳试验 在程序试验台上，载荷采用随机交 替方式加载
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遵循规则：随着每级载荷幅值的增加，载 荷的循环次数降低。
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3）载荷程序重复次数的确定 对于程序疲劳实验来说，其加载次序对于寿命实验结果是有影响 的，为了减少这种影响，就需要对编制的载荷程序多次重复。有 关重复次数的选择。
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（3）按照试验场耐久性试验方案进行车辆耐久性试验
缺点： 试验场耐久性试验花费时间较长，花费成本太 高，而且还常常由于驾驶员、环境和试验道路 的变化而得出不一致的结果。
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特别是对零部件制造厂家，即为了评价某个零部件也必须使 用一辆整车进行试验。
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2. 试验场耐久性试验驾驶操作规范
驾驶操作时，在整个试验过程中要正确选择变速器档位，但不得 脱档滑行；每100km至少有两次原地起步连续换档，一次倒档行 驶200m；在保证安全的前提下，尽量高速行驶；每行驶100km 至少制动两次，其中一次点制动。山区行驶时，每100km至少作 一次上坡停车和起步，在不小于7％的坡道上用脚制动停车，变 速器置于空档，再用驻车制动停稳，然后按正常操作进行坡道起 步。夜间行驶不少于试验里程的10%。
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特点：
加载方式简单，但与大部分的实际工作载荷情况都不大符 合，多用在求S－N曲线（应力－循环次数曲线，即疲劳曲 线）及比较试验研究中。
在耐久性疲劳试验早期使用，现应用较少
（2）程序加载试验 以路试测得的零件承受的载荷值及其呈现的频率绘制成的载荷 谱作为室内模拟试验的依据，所加的载荷谱是幅值交替变化正 弦函数。 1）确定载荷级数 载荷级数: 在最大载荷幅值与最小载荷幅值之间划分为几个档次，这种档 次就是载荷级数。
优点：
① 试验对象可以按照需要选定，可以随时更换试验对象。 ② 试验参数和因素可以更精确地隔离和控制，可以排除外界的干 扰。 ③ 可以增加载荷或加载频率，加速试验进程。 ④ 减轻试验人员劳动强度，实现自动试验、无需看管、24h不间 断运行。 ⑤ 改善试验人员的工作环境，使高温试验、低温试验、有严重噪 声的试验环境在密闭的实验室中进行。
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为何载荷要进Βιβλιοθήκη 分级？由验梯以 载于机形载荷载中载荷累荷程荷幅积累序分值频积控布为数频制来纵曲数机代坐线曲构替标线的载，限荷是以制的连累）连续积，续曲频因分绒数此布，为需。不横要适坐将宜标载于绘荷编制分写的级程曲，序线即（称用受为阶试
载荷如何分级？ 载荷级数通常分8～10级
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幅值比： 任何一级载荷幅值与最大载荷幅值的比例就是幅值比
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3.1 汽车可靠性试验的目的和种类
1. 汽车可靠性试验的目的和意义
目的：
（1）对汽车及其零部件可靠性水平的评估和考核。 利用试验中获得的数据，求得产品的可靠度、失效率及
平均寿命等可靠性指标，以考验其功能、强度、可靠性和寿 命等是否符合设计要求。
（2）对批量产品或外加工产品进行验收。
（3）对试验结果进行失效机理分析。 通过可靠性试验，暴露产品在设计、制造、使用、维护、
缺点：
所得到的可靠性数据，需要根据实际的使用情况对模拟试验 条件下取得的数据进行折算。这种折算，需要大量的试验和 统计数据作为基础。
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试车场的主要设施是人工模拟的各种试车道，各设施类型如 下图：
直线车道
测量汽车最高车速，汽车换档加速时间，滑行距 离，高速制动。
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弯曲车道 试验汽车转向系统、承载系的可靠性，检查汽车的操 纵稳定性能。
荷信号
（2）编制试验场耐久性试验方案
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实测的、反映实际 行驶工况的道路载 荷信号及其统计分 析结果
编制试验场耐久性 试验方案
试验场已有的试验道路中选择适当的 海南试验场 路段、确定试验车通过各个路段的车
试验方案 速和通过各个路段的先后次序、车辆 的负荷等，确定试验循环，以使车辆 在试验中能够受到在实际使用中所碰 到的最恶劣工况，并且要使试验具有 一定的加速系数Fjp
管理方面存在的问题和薄弱环节，找出失效原因，提出改进方 案，从而使汽车的可靠性水平不断得以提高。
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（4）储备设计所需的资料，探索发展方向，酝酿新的设计思 想，为下一轮开发新产品积累经验。
意义：
在汽车可靠性研究中，通过规定的试验方法进行可靠性试验，对 其试验结果进行科学的统计、分析、处理，从而为汽车产品的研 究、设计提供可靠性数据资料；
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1）现场试验 现场试验就是按照实际服役条件进行的可靠性试验。
优点：
它能客观真实地评价产品在实际使用中的可靠性和维修 性，其试验所得的数据和结论，最为直截了当，也最为 可靠。
缺点：
费用消耗大、投入的人力较多，试验周期长。
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在现场试验时，挑选试验的路面、地区须有一定的计划。一 般可分为：平整道路、泥路、山路、城市道路、坑洼的恶劣 路面，严寒、酷暑地区，高原、高湿、低气压地区，试验中 必须有计划地各取一定的里程。 进行行驶试验时，车上一般装有记录负荷、应力、速度、温 度的仪器，装有气温、气压、风速、里程、燃油和润滑油的 记录装置或传感器。
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2）试车场试验 由于技术上、物质上、时间上的原因，许多试验不宜采取实
际服役试验。例如许多破坏性试验、特殊环境试验，不太可能采 取现场试验，此时可以采用模拟的服役条件进行试验。
优点：
工作方便，各种试验条件集于一处；试验条件较为稳定，试验 结果具有可比性，试验数据的重复性高；试验的安全性好；试 验周期短。
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2）非破坏性试验
这种试验是在不破坏产品的基础上而获得可靠性数据。
（3） 按照试验条件分类
1）常规性寿命试验 就是根据产品设计要求，采用接近或类似于实际使用条 件对汽车或零部件进行寿命试验。这种试验方法试验周 期较长，但实验结果较为真实。
2）加速寿命试验 在不改变失效机理的前提下，增大应力大小或加载频率， 从而使故障率增大或寿命缩短的试验。这种试验可以在 较短的时间里获得可靠性评定数据和暴露使用中可能出 现的故障。
表 美国福特公司轿车试验场操作规范
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3. 试验场耐久性试验故障的检测 （1）停车检查，每行驶100km左右停车检查一次，主
要检查各部件的松脱、渗漏、损坏等。 （2）行驶中，由试验员和驾驶员注意汽车工作状况是否发生故障。
（3）收车后检查。 每班试验结束后，还 应检查制动系统，发动机油，冷却 水、外部照明，刮水器等。
在可靠性寿命试验中，为了缩短试验时间，抽样试验大多 为截尾试验
截尾试验
定时截尾试验 到规定的时间停止试验。 定数截尾试验 到规定的失效判断数停止试验
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3.2 试验场道路耐久性（强化）试验
1. 试验场耐久性试验方案设计 试验场耐久性试验着眼于模拟汽车在实际使用中所碰到的最恶 劣工况，即造成汽车零部件疲劳损伤主要部分的工况。为了能 够反映实际使用工况，并且缩短试验周期，必须适当设计试验 场耐久性（强化）试验。 下面简述汽车试验场耐久性试验的设计方法： （1）测取准确的、有代表性的反映用户实际使用工况的道路载