汽车疲劳耐久性试验
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Range (kN)
12
用户车辆使用测量-结果
承载结构-循环载荷
10000
1000
nt u o
C 100
s cle y
C 10
1
0 40 80 120 160
Strain(ue)
10000
1000
t
n
u
o C
100
s
ycle C
10
1
90% ile Estimate 90% Upper bound 90% Lower bound
?当前主要认证手段 – 试车场道路试验
? 提供了全面、系统和总成间相互作用载荷谱； ? 道路试验提供包括驱动、环境、道路表面和机械工况在
内的全面整车级载荷谱； ? 道路试验提供驾驶员反馈 -人体生理学的、车辆响应、主
观感觉等等。
5
汽车疲劳耐久试验介绍
6
用户车辆使用测量-目的
失效模式
用户 车辆使用
N ? ?N 1 , N 2 ,...... ? N l T
…… (1)
相应的疲劳损伤矩阵为:
? ? D ? ?D 1 , D 2 ,...... ? D l T ?
N 1?
m 1
/ c , N 2?
m 2
/ c ,......
N l?
m l
/c
T
…… (2)
该零件在疲劳载荷作用下的总损伤为:
l
l
F ? ? Di ? ?
发现、消除潜在 失效模式
减少售后索赔和 召回成本
相关
8
用户车辆使用测量-内容
承载结构载荷
?道路路面 ?车辆载重
?环境
用户使用
动力传动系统
?地区交通特点 ?驾驶习惯 ?油品质量 ?环境
装置和附件的使用
?车辆用途 ?驾驶习惯
9
用户车辆使用测量-结果
承载结构-行使速度
Distance @ Level of Vehicle speed
Vehicle speed (km/h)
0
50
100
150
200
Distances (km )
10
用户车辆使用测量-结果
承载结构-载荷分布
Le v e l-Crossing of LF WFT Force
1.E +05
1.E +05
8.E +04
Counts
6.E +04
4.E +04
2.E +04
认证试验
不相关：
耐久试验完全不 能反映实际使用
弱相关：
耐久试验不能完 全反映实际使用
相关：
耐久试验充分 反映实际使用
￥￥￥
不同的认证效率和售后成本
7
用户车辆使用测量-用途
用户车辆使用
工程设计 技术要求 （整车 /系统/部件)
认证试验规范开发
可靠性（寿命）、 优化设计
耐久、性能预测 （ FEAM )
1
1
4
2 3
6 5
8
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01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
? 累积塑性/疲劳损伤是由循环载荷引起的。
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道路相关技术
? 基于疲劳损伤等效的道路相关
假设车辆的某零件在其整个使用寿命里程的疲劳载荷 的 l 级单参数 (变 程—循环次数)雨流矩阵为:
1
1
其中: ? i -第 i 级载荷;
Ni - 第 i 级载荷的循环次数;
Fra Baidu bibliotek
c - 疲劳强度系数；;
m - 疲劳强度指数.
N i?
m i
/c
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道路相关技术
车辆在试车场典型试验道路 j上按照规定的工况行驶一周, 该零件测量载荷 的l 级单参数雨流矩阵为:
? ? n j ? n 1 , j , n 2 , j ,...... n l , j T
0 40 80 120 160 200
Strain(ue)
13
用户车辆使用测量-结果
驾驶习惯、装置使用
14
用户车辆使用测量-结果
15
用户车辆使用测量-应用
承载结构载荷-疲劳损伤
Neuber Rule
Rainflow Counting
Material Data Component Geometry
0 0.E+0 0
2.E+0 4.E+0
4
4
Counts
6.E+0 4
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用户车辆使用测量-结果
承载结构-循环载荷
Rainflow of WFT_LF_Fx DYPG GMW15531
1.E+08 1.E+07 ts n ou C 1.E+06 le c y C 1.E+05 1.E+04
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
3
汽车疲劳耐久试验介绍
?依据
? 开发策略； ? 用户特殊需求； ? 市场反馈（售后失效模式、用户抱怨、机构评价）。
?要求
? 客观：试验方法以用户产品使用为目标（合理的试 验、合理的评价 ）；
? 有效：降低售后产品故障率，减少 Warranty 成本； ? 快速：适应产品开发流程需求。
4
汽车疲劳耐久试验介绍
相应的疲劳损伤矩阵为:
? ? ? ? d j ?
d 1, j , d 2, j ,...... d l , j T ?
n1, j?
m 1, j
/ c, n2, j?
m 2, j
/ c,......
nl, j?
m l, j
/
c
T ...(3)
道路 j行驶一周产生的的总损伤为:
其中:
l
l
? ? f j ?
Damage Calculation: -Strain Life
- Linear Damage Summation
16
用户车辆使用测量-应用
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道路相关技术
? 结构的疲劳破坏机理
? 结构的疲劳破坏是由于结构在动载荷作用下塑性 /疲劳损伤累积的结 果；
? 循环载荷的描述 -雨流矩阵；
4
Classes32
0.E +00
-4.0
-3.5
-3.0
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
F orce (kN
)
V-speed Distribution of WFT Force
160
140
(km/h)
120 100
speed
80
Vehicle
60 40
20
d i, j ?
ni, j?
m i, j
/c
1
1
? i, j -第i 级载荷;
汽车疲劳耐久性试验开发
1
目录
? 汽车疲劳耐久试验介绍 ? 用户车辆使用测量 ? 道路相关技术 ? 加速结构耐久试验规范开发
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汽车疲劳耐久试验介绍
?目的和方法
?目的 ? 发现总体可靠性问题。这些问题可能在车辆的整个使用寿命 过程 中被专业用户所关注； ? 锁定问题； ? 评价、确认总体可靠性。
? 方法 ? 再现用户车辆使用和环境 ； ? 确认贯穿于车辆使用目标寿命期内的性能和耐久性问题； ? 试验人员（司机 /工程师）充当 /扮演专业用户； ? 为找到问题原因并解决问题，对各子系统输入进行主观评价。
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用户车辆使用测量-结果
承载结构-循环载荷
10000
1000
nt u o
C 100
s cle y
C 10
1
0 40 80 120 160
Strain(ue)
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t
n
u
o C
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s
ycle C
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90% ile Estimate 90% Upper bound 90% Lower bound
?当前主要认证手段 – 试车场道路试验
? 提供了全面、系统和总成间相互作用载荷谱； ? 道路试验提供包括驱动、环境、道路表面和机械工况在
内的全面整车级载荷谱； ? 道路试验提供驾驶员反馈 -人体生理学的、车辆响应、主
观感觉等等。
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汽车疲劳耐久试验介绍
6
用户车辆使用测量-目的
失效模式
用户 车辆使用
N ? ?N 1 , N 2 ,...... ? N l T
…… (1)
相应的疲劳损伤矩阵为:
? ? D ? ?D 1 , D 2 ,...... ? D l T ?
N 1?
m 1
/ c , N 2?
m 2
/ c ,......
N l?
m l
/c
T
…… (2)
该零件在疲劳载荷作用下的总损伤为:
l
l
F ? ? Di ? ?
发现、消除潜在 失效模式
减少售后索赔和 召回成本
相关
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用户车辆使用测量-内容
承载结构载荷
?道路路面 ?车辆载重
?环境
用户使用
动力传动系统
?地区交通特点 ?驾驶习惯 ?油品质量 ?环境
装置和附件的使用
?车辆用途 ?驾驶习惯
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用户车辆使用测量-结果
承载结构-行使速度
Distance @ Level of Vehicle speed
Vehicle speed (km/h)
0
50
100
150
200
Distances (km )
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用户车辆使用测量-结果
承载结构-载荷分布
Le v e l-Crossing of LF WFT Force
1.E +05
1.E +05
8.E +04
Counts
6.E +04
4.E +04
2.E +04
认证试验
不相关：
耐久试验完全不 能反映实际使用
弱相关：
耐久试验不能完 全反映实际使用
相关：
耐久试验充分 反映实际使用
￥￥￥
不同的认证效率和售后成本
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用户车辆使用测量-用途
用户车辆使用
工程设计 技术要求 （整车 /系统/部件)
认证试验规范开发
可靠性（寿命）、 优化设计
耐久、性能预测 （ FEAM )
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1
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? 累积塑性/疲劳损伤是由循环载荷引起的。
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道路相关技术
? 基于疲劳损伤等效的道路相关
假设车辆的某零件在其整个使用寿命里程的疲劳载荷 的 l 级单参数 (变 程—循环次数)雨流矩阵为:
1
1
其中: ? i -第 i 级载荷;
Ni - 第 i 级载荷的循环次数;
Fra Baidu bibliotek
c - 疲劳强度系数；;
m - 疲劳强度指数.
N i?
m i
/c
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道路相关技术
车辆在试车场典型试验道路 j上按照规定的工况行驶一周, 该零件测量载荷 的l 级单参数雨流矩阵为:
? ? n j ? n 1 , j , n 2 , j ,...... n l , j T
0 40 80 120 160 200
Strain(ue)
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用户车辆使用测量-结果
驾驶习惯、装置使用
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用户车辆使用测量-结果
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用户车辆使用测量-应用
承载结构载荷-疲劳损伤
Neuber Rule
Rainflow Counting
Material Data Component Geometry
0 0.E+0 0
2.E+0 4.E+0
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Counts
6.E+0 4
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用户车辆使用测量-结果
承载结构-循环载荷
Rainflow of WFT_LF_Fx DYPG GMW15531
1.E+08 1.E+07 ts n ou C 1.E+06 le c y C 1.E+05 1.E+04
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
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汽车疲劳耐久试验介绍
?依据
? 开发策略； ? 用户特殊需求； ? 市场反馈（售后失效模式、用户抱怨、机构评价）。
?要求
? 客观：试验方法以用户产品使用为目标（合理的试 验、合理的评价 ）；
? 有效：降低售后产品故障率，减少 Warranty 成本； ? 快速：适应产品开发流程需求。
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汽车疲劳耐久试验介绍
相应的疲劳损伤矩阵为:
? ? ? ? d j ?
d 1, j , d 2, j ,...... d l , j T ?
n1, j?
m 1, j
/ c, n2, j?
m 2, j
/ c,......
nl, j?
m l, j
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T ...(3)
道路 j行驶一周产生的的总损伤为:
其中:
l
l
? ? f j ?
Damage Calculation: -Strain Life
- Linear Damage Summation
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用户车辆使用测量-应用
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道路相关技术
? 结构的疲劳破坏机理
? 结构的疲劳破坏是由于结构在动载荷作用下塑性 /疲劳损伤累积的结 果；
? 循环载荷的描述 -雨流矩阵；
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Classes32
0.E +00
-4.0
-3.5
-3.0
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-2.0
-1.5
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2.5
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F orce (kN
)
V-speed Distribution of WFT Force
160
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(km/h)
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speed
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Vehicle
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d i, j ?
ni, j?
m i, j
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? i, j -第i 级载荷;
汽车疲劳耐久性试验开发
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目录
? 汽车疲劳耐久试验介绍 ? 用户车辆使用测量 ? 道路相关技术 ? 加速结构耐久试验规范开发
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汽车疲劳耐久试验介绍
?目的和方法
?目的 ? 发现总体可靠性问题。这些问题可能在车辆的整个使用寿命 过程 中被专业用户所关注； ? 锁定问题； ? 评价、确认总体可靠性。
? 方法 ? 再现用户车辆使用和环境 ； ? 确认贯穿于车辆使用目标寿命期内的性能和耐久性问题； ? 试验人员（司机 /工程师）充当 /扮演专业用户； ? 为找到问题原因并解决问题，对各子系统输入进行主观评价。