11
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 1.E+06 1.E+05 1.E+04
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Range (kN)
12
Cycle Counts
? ? ? ? ?? ? ? ? 20140 60 80 100120140160180200
Strain(ue)
0.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 20 40 60 80 100120140160180200
Strain(ue) ? ? ? ? ?? ? ? ?
ch3
...
...
...
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
用户 车辆使用
认证试验
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)
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)
1 10
0
40
80 120
Strain(ue)
1
160
0
40
80
120
Strain(ue)
ch2
160
ch3
1000 100 10 1 0.1
1000
100
1000 10
100 1 0 20 40
10 0.1
99.8le Estimate
ch1
90.0le Estimate
80.0le Estimate
用户车辆使用测量-结果
承载结构-循环载荷
Cycles Count
Cycles Count
10000 1000 100
10 1
0 40 80 120 160
Strain(ue)
10000 1000 100
10 1
90% ile Estimate 90% Upper bound 90% Lower bound
/
c,
n2,
j
m 2,
j
/
c,......
nl
,
j
m l, j
/c
T …(4)
1
为了在试车场再现该零件整个使用寿命里程的疲劳损伤-目标：D d 将式(2)
和(4)代入则：
N1
m 1
,
N 2
m 2
,.....N . l
m l
T
k
Aj
n1, j
m 1, j
/ c, n2, j
m 2, j
此类似式(5)的方程组不至一个。若测量点/载荷数为P ，则对于任一载荷s 普遍
的方程组可写成如下：
k
N1s
A j n2s, j
1
N
s 2
k
Aj n1s, j ...
1
k
N
s l
A j nls, j
1
… (6)
求解方程组(6) 确定各加权系数。
s 1,2......P
22
加速结构耐久试验开发
60 80 100 120 140 160 180 Strain(ue)
道路设施
整车一般耐久试验 50000km /1100 hrs
N
石块路 A
石块路 B
行驶 +
石块路 C
石块路BB2/ 6车速
行驶 +
石块路 BB1/ 5车速
23
加速结构耐久试验开发
数据测量系统
车辆:
设备 & 软件
● 数据采集系统 - 制造商 : SoMat U.S.A - 型 号 : e-DAQ FCS
d1, j , d2, j ,.....d. l, j
T
n m 1, j 1, j
/
c,
n2,
j
m 2,
j
/
c,
...
.
.n. l
,
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
di, j
n m i, j i, j
/c
1
1
i, j -第i 级载荷;
/
c,.....n. l
,
j
m l, j
/c
T
1
21
道路相关技术
由此可得到如下方程组:
k
N1 Aj n1, j
1
k
N 2 Aj n2, j
1
k
…… Nl Aj nl, j
1
…… (5)
它们表明了: 相同载荷级下，试车场k 种道路上循环次数的线性迭家等于
目标载荷的循环次数。
作为耐久性道路行驶试验，必须兼顾车辆的各个系统部件和各种载荷。因
● 车轮力传感器
- 制造商 : MSC U.S.A
试件传感器
技术参数
……
发动机 : 1.6 DOHC 变速箱 : 5-speed AT
软件 - 数据采集:
悬架形式 前 : 麦佛逊 后 : 双连杆
整备重量 : 1255 kg 车轮/胎压 : 195/55R 15 (0.18Mpa)
SoMat TCE for e-DAQ - 数据处理分析:
6.E+04
4.E+04
2.E+04
0.E+00
-0.5
0.0
Force (kN)
0.5
1.0
1.5
2.0
2.53Βιβλιοθήκη 03.54.0V-speed Distribution of WFT Force
160
140
120
100
80
60
40
20
0
0.E+0 2.E+0 4.E+0 6.E+0
0
4
4
4
Counts
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
Counts Vehicle speed (km/h)
-4.0
-3.5
-3.0
-2.5
-2.0
Le v e l-Crossing of LF WFT Force
-1.5
-1.0
1.E+05
1.E+05
8.E+04
LMS TecWare - 损伤相关:
LMS TecWare
24
加速结构耐久试验开发
车辆载重：轻载和重载
采样设备及参数设置： 采样频率: 409.6 Hz 帧长度: 1024/帧 滤波器频率上限:80Hz
样本数：9 3名驾驶员,每个驾驶员在
每一路面和工况下重复行驶3次 共得到9个测量样本
25
加速结构耐久试验开发
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
不相关：
耐久试验完全不 能反映实际使用
N N1, N2 ,.....N . l T
…… (1)
相应的疲劳损伤矩阵为:
D D1, D2 ,.....D. l T
N1
m 1
/ c,
N
2
m 2
/
c,.
...
..Nl
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
N
i
m i
/c
1
1
其中: i - 第 i 级载荷;
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。