Please wait a minute...
 首页  期刊介绍 期刊订阅 联系我们 横山亮次奖 百年刊庆
 
最新录用  |  预出版  |  当期目录  |  过刊浏览  |  阅读排行  |  下载排行  |  引用排行  |  横山亮次奖  |  百年刊庆
清华大学学报(自然科学版)  2018, Vol. 58 Issue (2): 212-216    DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.26.004
  汽车工程 本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 |
微型客车后驱动桥多轴耦合疲劳试验仿真
董智超1, 王霄锋1, 楼位鹏1, 黄元毅2, 钟明2
1. 清华大学 汽车工程系, 北京 100084;
2. 上汽通用五菱汽车股份有限公司, 柳州 545007
Simulation of a multi-axial loading fatigue test of the rear drive axle of a minivan
DONG Zhichao1, WANG Xiaofeng1, LOU Weipeng1, HUANG Yuanyi2, ZHONG Ming2
1. Department of Automotive Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China;
2. SAIC GM Wuling Automobile Co., Ltd., Liuzhou 545007, China
全文: PDF(2083 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 汽车行驶时悬架系统承受着来自路面的载荷冲击,保证其耐久性是汽车设计中非常重要且急需解决的关键问题之一,多轴向加载的室内道路模拟疲劳试验被广泛采用。为了进一步缩短汽车研发周期,降低研发成本以提高市场竞争力,该文建立了后驱动桥的动态有限元模型,依照实验室道路模拟疲劳试验的基本原理,通过编制MATLAB程序实现了系统频响函数识别、根据目标信号和频响函数反求动态载荷、计算动态响应与目标信号的误差等功能。仿真结果表明:后驱动桥目标信号测点的应力应变时间历程复现综合误差均在5%以内,并预测出该悬架系统的疲劳强度危险点位于截面尺寸突变的区域。
服务
把本文推荐给朋友
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
董智超
王霄锋
楼位鹏
黄元毅
钟明
关键词 有限元多轴向加载道路模拟系统识别应力应变时间历程疲劳强度危险区域    
Abstract:When a vehicle is running, its suspension is heavily loaded due to the motion. The durability is then one of the key problems in vehicle design. Multi-axial loading laboratory fatigue tests are widely used to shorten the development process, reduce costs and enhance market competitiveness. This paper presents a practical method for simulating multi-axial fatigue tests of a rear axle using a dynamic finite element model of the rear axle and data processing in MATLAB. The simulation of the laboratory fatigue tests includes system identification, calculation of the input dynamic loads for the finite-element model and calculation of the stress-strain response reproduced and compared with the measured stress-strain response. With the errors of less than 5% with the critical fatigue areas in the rear axle located where the section sizes change.
Key wordsfinite element    multi-axial loading    road simulation    system identification    stress-strain response    critical fatigue areas
收稿日期: 2017-06-02      出版日期: 2018-02-15
ZTFLH:  O242.21  
通讯作者: 王霄锋,副教授,E-mail:wangxf60@tsinghua.edu.cn     E-mail: wangxf60@tsinghua.edu.cn
引用本文:   
董智超, 王霄锋, 楼位鹏, 黄元毅, 钟明. 微型客车后驱动桥多轴耦合疲劳试验仿真[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2018, 58(2): 212-216.
DONG Zhichao, WANG Xiaofeng, LOU Weipeng, HUANG Yuanyi, ZHONG Ming. Simulation of a multi-axial loading fatigue test of the rear drive axle of a minivan. Journal of Tsinghua University(Science and Technology), 2018, 58(2): 212-216.
链接本文:  
http://jst.tsinghuajournals.com/CN/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.26.004  或          http://jst.tsinghuajournals.com/CN/Y2018/V58/I2/212
  图1 后驱动桥的有限元模型
  表1 后驱动桥有限元模型参数
  图2 后驱动桥的测点布置情况
  表2 静态标定对比
  表3 静态标定对比
  图3 测点L 的复现情况
  图4 测点R 的复现情况
  表4 S AE 1 0 2 0钢的疲劳性能参数
  图5 后驱动桥疲劳损伤比较大的部位
  表5 疲劳损伤计算结果
[1] JACOBY G. Betriebslastensimulation an fahrzeugbauteilen mittels servohydraulischer prüfeinrichtungen[J]. VDI-Berichte, 1987:1-54.
[2] WHITE K J. The road simulator-a practical laboratory approach. Prediction and simulation of in-servcice conditions[C]//Proceedings of the Conference Held at the Institution of Mechanical Engineers. Washington, DC, USA:Mechanical Engineering Publications Limited, 1985:69-80.
[3] FEITZELMAYER K, BREITLING U. Development of commercial vehicle rear driven axles on multi-axis test set-ups:Prediction and simulation of in-service conditions[C]//Proceedings of the Conference Held at the Institution of Mechanical Engineers. Washington, DC:Mechanical Engineering Publications Limited, 1985:131-138.
[4] DODDS C J. A computer system for multi-channel remote parameter control of a test specimen[Z]. Forney:MTS Publication, 1977.
[5] 王霄锋. 汽车可靠性工程基础[M]. 北京:清华大学出版社, 2007. WANG X F. Fundamentals of automotive reliability engineering[M]. Beijing:Tsinghua University Press, 2007. (in Chinese)
[6] Anon. Simulation testing and SPiDAR-IDC[Z]. Forney:Fairhurst Structural Monitoring Publication, 1987.
[7] DE CUYPER J, COPPENS D, LIEFOOGHE C, et al. Advanced system identification methods for improved service load simulation on multi-axial test rigs[J]. European Journal of Mechanical & Environmental Engineering, 1999, 44:27-39.
[8] DE CUYPER J, COPPENS D. Service simulation on multi axis test rigs[J]. Sound and Vibration, 1999, 30(1):30-35.
[9] KANG D, HEO S, KIM H. Virtual road profile modeling using equivalent damage method for VPG simulation[J]. SAE Technical Paper, 2009, 2009-01-0814.
[10] 曹正林, 李骏, 郭孔辉. 基于虚拟试车场的轿车悬架耐久性强化试验仿真研究[J]. 机械工程学报, 2012, 48(10):122-127. CAO Z L, LI J, GUO K H. Research on passenger car suspension durability using virtual proving ground[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2012, 48(10):122-127. (in Chinese)
[11] FRICKE D, FROST M. Development of a full-vehicle hybrid-simulation test using hybrid system response convergence (HSRC)[J]. SAE International Journal of Passenger Cars-Mechanical Systems, 2012, 5(2):921-936.
[12] YOU S, JOO S G. Virtual testing and correlation with spindle coupled full vehicle testing system[J]. SAE Technical Paper, 2006, 2006-01-0993.
[13] YOO S S, Fricke D. Advances of virtual testing and hybrid simulation in automotive performance and durability evaluation[J]. SAE International Journal of Materials and Manufacturing, 2011, 4(1):98-110.
[14] DOWLING N. A discussion of methods for estimating fatigue life[J]. SAE Technical Paper, 1982, 820691.
[15] REEMSNYDER H. Constant amplitude fatigue life assessment models[J]. SAE Technical Paper, 1982, 820688.
[16] SOCIE D. Variable amplitude fatigue life estimation models[J]. SAE Technical Paper, 1982, 820689.
[1] 王志强, 雷震宇. 基于瞬态接触特性的科隆蛋扣件轨道波磨形成机理[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2023, 63(11): 1844-1855.
[2] 周伟, 李敏, 丘铭军, 张西龙, 柳江, 张洪波. 基于改进遗传算法的车身板件厚度优化[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2022, 62(3): 523-532.
[3] 张红卫, 桂良进, 范子杰. 焊接热源参数优化方法研究及验证[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2022, 62(2): 367-373.
[4] 张宁远, 罗斌, 沈宇洲, 姜鹏, 李辉, 李庆伟. FAST索网大天顶角工况下结构响应分析[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2022, 62(11): 1809-1815,1822.
[5] 黄伟灿, 蒋晓华, 薛芃, 李欣阳, 沈稚栋, 孙宇光. 超导直流能源管道载流导体设计[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2022, 62(10): 1715-1720.
[6] 李彦霖, 秦本科, 薄涵亮. 电容式棒位测量传感器的解析模型及验证[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2022, 62(10): 1636-1644.
[7] 张红卫, 桂良进, 范子杰. 驱动桥桥壳焊接残余应力仿真及试验验证[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2022, 62(1): 116-124.
[8] 包劲青, 杨晨旭, 许建国, 刘洪霞, 王高成, 张广明, 程威, 周德胜. 基于有限元方法的水力压裂全三维全耦合数值模型及其物理实验验证[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2021, 61(8): 833-841.
[9] 陈志恒, 荣冠, 谭尧升, 张子阳, 王克祥, 罗贯军. 白鹤滩大坝三维渗流场仿真与渗控效果评价[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2021, 61(7): 705-713,723.
[10] 许伟, 赵争鸣, 姜齐荣. 高频变压器分布电容计算方法[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2021, 61(10): 1088-1096.
[11] 徐文雪,吕振华. 双气室式液阻减振器阻尼特性的三维流固耦合有限元仿真分析[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2021, 61(1): 11-20.
[12] 王波, 何洋扬, 聂冰冰, 许述财, 张金换. 底部爆炸条件下车内乘员损伤风险仿真评估[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2020, 60(11): 902-909.
[13] 魏鲲鹏, 戴兴建, 邵宗义. 碳纤维波纹管弯曲刚度的测量及有限元分析[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2019, 59(7): 587-592.
[14] 桂良进, 张晓前, 周驰, 范子杰. 各向异性高强钢成形极限曲线有限元预测[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2019, 59(1): 66-72.
[15] 吕江伟, 周凯. 高力密度直线开关磁阻电机的最佳极宽比[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2018, 58(5): 469-476.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
版权所有 © 《清华大学学报(自然科学版)》编辑部
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发 技术支持:support@magtech.com.cn