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汽车零部件的道路模拟实验台理论与试验研究

作　者: 王跃武
导　师: 韩清凯
学　校: 东北大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 道路模拟 时域复现 加速试验 瞬态分析 有限元法
分类号: U467.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


原始的汽车零部件可靠性试验是通过汽车在试验场上行驶一定的距离来进行。而道路模拟实验台则是将试验场试验转移到实验室来进行,这样可以大大缩减试验时间,降低试验成本,提高试验的可控性与试验效率,因此,被广泛地应用到汽车制造领域中。论文围绕着道路模拟实验台的核心内容,即道路载荷谱的时域复现和加速试验算法开展研究。主要包括：在时域复现方面,为了消除系统非线性因素的影响,采用了时域迭代算法逐步修正驱动信号,使系统的响应逐步逼近期望响应信号,同时给出了详细的驱动信号迭代算法和迭代过程,并讨论了在时域迭代过程中需要解决的两个重要问题,即判断迭代过程是否收敛和多段信号之间的连接。在加速试验方面,根据材料的疲劳损伤理论和等效损伤理论,建立了加速试验数学模型,并讨论了加速试验算法中常用的技术,即雨流计数法,随机载荷谱压缩处理以及级增应力法,同时给出了雨流计数法的程序实现。在建立的加速试验数学模型的基础上,结合有限元技术,给出了某汽车转向管柱加速耐久性试验的仿真过程。根据有限元法计算得到的系统的动力学参数来控制加速试验的振动速度,通过瞬态分析得到的动态应力响应和加速试验模型来确定提升的载荷级别和缩减的循环周期数。仿真结果表明,加速度试验模型可以成功的实现零部件道路模拟的加速。最后,利用电磁振动实验台,B&K数据采集测试系统和加速度传感器,组成了某汽车转向管柱的道路模拟试验,给出了道路模拟试验结果对比曲线。试验结果表明,利用迭代算法可以成功地实现道路模拟试验时域复现,收敛速度和模拟精度可以满足要求。论文从道路模拟试验台时域复现算法、加速试验模型两个方面进行研究,利用加速试验模型对某汽车转向管柱的加速试验过程进行仿真,并通过试验验证了时域复现算法的可行性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
第1章 绪论  9-17
  1.1 课题的研究背景和研究意义  9-11
  1.2 模拟试验技术概括  11-15
    1.2.1 模拟试验台的介绍  11
    1.2.2 模拟实验技术的发展  11-15
  1.3 本文的主要工作  15-17
第2章 试验路谱的时域复现算法  17-31
  2.1 引言  17
  2.2 系统辨识参数  17-18
  2.3 频率响应函数研究  18-25
    2.3.1 频率响应函数矩阵  18
    2.3.2 频率响应函数试验方法  18-19
    2.3.3 H_v频率响应函数识别算法  19-21
    2.3.4 频响函数逆矩阵改进算法  21-23
    2.3.5 相干函数  23-25
  2.4 时域迭代算法  25-30
    2.4.1 迭代算法  25-28
    2.4.2 迭代算法误差定义  28-29
    2.4.3 分段迭代驱动信号的连接  29
    2.4.4 期望信号初始部分的渐变处理  29-30
    2.4.5 时域迭代算例  30
  2.5 本章小结  30-31
第3章 加速试验模型  31-43
  3.1 引言  31
  3.2 加速试验模型  31-35
    3.2.1 动力学模型  31
    3.2.2 疲劳损伤估计模型  31-33
    3.2.3 可靠性模型  33-34
    3.2.4 等效疲劳试验模型  34
    3.2.5 经济性模型  34
    3.2.6 加速试验模型  34-35
  3.3 加速试验经常利用的技术  35-41
    3.3.1 雨流法  35-38
    3.3.2 随机载荷时间历程的压缩处理  38-40
    3.3.3 级增应力试验  40-41
  3.4 本章小结  41-43
第4章 某汽车转向管柱加速试验过程仿真  43-53
  4.1 引言  43
  4.2 分析软件介绍及三维、有限元模型建立  43-47
    4.2.1 分析软件介绍软件介绍  43
    4.2.2 三维、有限元模型建立  43-47
  4.3 仿真计算  47-52
    4.3.1 模态分析  47
    4.3.2 瞬态分析  47-51
    4.3.3 等效估计  51-52
  4.4 本章小结  52-53
第5章 道路模拟试验  53-63
  5.1 引言  53
  5.2 试验设备  53-56
    5.2.1 传感器的选取和工作原理  53
    5.2.2 电磁振动试验台介绍  53-55
    5.2.3 试验仪器列表  55-56
  5.3 实验过程  56-58
    5.3.1 试验原理  56-57
    5.3.2 试验设备连接  57-58
    5.3.3 实验步骤  58
  5.4 试验结果  58-60
  5.5 结果分析  60-61
  5.6 本章小结  61-63
第6章 结论与展望  63-65
  6.1 结论  63
  6.2 展望  63-65
参考文献  65-69
致谢  69

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车试验 > 零部件试验
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