基于实际载荷谱的汽车半轴扭转疲劳试验方法研究

发布时间：2017-08-17 00:04

  本文关键词：基于实际载荷谱的汽车半轴扭转疲劳试验方法研究

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【摘要】：汽车半轴扭转疲劳性能对汽车整车疲劳可靠性和安全性具有重要影响。为此,汽车半轴扭转疲劳试验已成为汽车半轴设计开发过程中必不可少的环节。目前,国内半轴扭转疲劳试验方法基本上来自国外或直接用标准载荷谱进行加载,与我国汽车半轴实际道路行驶工况和载荷有较大差异,容易造成过试验或欠试验。因此,本文以汽车半轴实际行驶情况为基础,对汽车半轴实际行驶载荷谱采集方法、载荷谱分析方法、扭转疲劳试验载荷谱编制和加载方法进行研究,从而建立汽车半轴扭转疲劳试验方法,对于提高汽车半轴扭转疲劳试验的准确度和效率具有重要的理论意义和工程实用价值。首先,本文采用无线遥测技术和应变片全桥方式建立了半轴扭矩测量系统;在高精度标定台上对转矩进行了标定,利用最小二乘法得到半轴转矩测量系统灵敏度;采用不同驾驶员和Pascal循环在试验场对汽车半轴扭矩等载荷进行了实车采集。其次,通过删除小信号和滤波等方法对汽车半轴载荷谱进行了预处理;通过统计特征分析及功率谱密度分析验证了汽车半轴载荷谱的重复性;根据Palmgren-Miner法则和修正的汽车半轴S-N曲线对各循环载荷谱进行了损伤量计算,根据损伤量对载荷谱进行了提取;采用双参数四点雨流法对汽车半轴载荷谱进行了统计计数,并利用雨流矩阵外推法准确获取了汽车半轴总体循环次数。然后,基于总体循环次数,采用变均值法将均幅值二维谱转换成一维幅值累积频次谱;采用等面积法编制了汽车半轴八级程序载荷谱,并进行了损伤验证,在此基础上,结合加载周期和加载顺序,采用对称循环编制了汽车半轴扭转疲劳试验台加载谱。最后,采用液压伺服PID控制系统设计并搭建了汽车半轴扭转疲劳试验台,通过PID参数调节实现了汽车半轴扭矩的精确控制,将编制的汽车半轴扭转疲劳试验加载谱在试验台上进行了加载试验和验证,建立了基于实际载荷谱的汽车半轴扭转疲劳试验方法。
【关键词】：汽车半轴 扭转疲劳 试验方法 载荷谱
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 引言10-20
• 1.1 论文研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 国内外疲劳试验研究现状11-14
• 1.2.2 国内外疲劳载荷谱研究现状14-16
• 1.3 研究目标与研究内容16-17
• 1.3.1 研究目标16
• 1.3.2 研究内容16-17
• 1.4 研究方法与技术路线17-18
• 1.4.1 研究方法17
• 1.4.2 技术路线17-18
• 1.5 小结18-20
• 2 汽车半轴实际载荷谱采集20-30
• 2.1 半轴受力分析20-21
• 2.2 半轴扭矩信号测试准备21-25
• 2.2.1 扭矩信号测试系统组建与调试21-24
• 2.2.2 半轴扭矩标定24-25
• 2.3 试验场实车采集25-28
• 2.3.1 试验场采集规范25-27
• 2.3.2 试验场实车采集27-28
• 2.4 小结28-30
• 3 汽车半轴载荷谱分析与预处理30-46
• 3.1 载荷谱分析30-35
• 3.1.1 左右半轴重复性检测30-31
• 3.1.2 实际载荷谱时频分析31-35
• 3.2 载荷谱样本提取35-44
• 3.2.1 分工况法概况35-36
• 3.2.2 损伤量计算36-43
• 3.2.3 样本载荷谱提取43-44
• 3.3 样本载荷谱预处理44-45
• 3.4 小结45-46
• 4 汽车半轴扭转疲劳载荷谱编制46-60
• 4.1 载荷谱计数及外推46-49
• 4.1.1 统计计数46-47
• 4.1.2 样本载荷谱外推47-49
• 4.1.3 当量载荷谱损伤量计算49
• 4.2 八级程序载荷谱编制49-55
• 4.2.1 变均值法转换49-50
• 4.2.2 幅值—累积频次图50-52
• 4.2.3 等面积法编制八级程序载荷谱52-55
• 4.3 疲劳试验加载谱生成55-58
• 4.3.1 幅值—频次表55-56
• 4.3.2 加载顺序与加载周期56-57
• 4.3.3 三工况合成57-58
• 4.4 小结58-60
• 5 汽车半轴扭转疲劳试验方法60-72
• 5.1 扭转疲劳试验台设计60-64
• 5.1.1 试验台设计要求60
• 5.1.2 试验台硬件系统设计60-63
• 5.1.3 试验台控制系统设计63-64
• 5.2 扭转疲劳试验台搭建与调试64-69
• 5.2.1 试验台搭建64-65
• 5.2.2 试验台调试65-69
• 5.3 加载试验69-71
• 5.3.1 加载试验69-70
• 5.3.2 试验评价70-71
• 5.4 小结71-72
• 6 总结与展望72-74
• 6.1 全文总结72
• 6.2 展望72-74
• 致谢74-76
• 参考文献76-78
• 附录78-83
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果83

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本文编号：686144