基于实际载荷谱的汽车变速器台架强化试验方法研究

发布时间：2017-09-22 14:53

  本文关键词：基于实际载荷谱的汽车变速器台架强化试验方法研究

  更多相关文章： 变速器 实际载荷谱 幅值强化 频率强化 损伤等效

【摘要】：作为传动系统的关键零部件,汽车变速器的疲劳寿命直接影响整个传动系统的性能。变速器台架试验是考核、评价和提升其性能的重要手段。当前的变速器台架试验还不成熟,普遍采用定转速、定扭矩的稳态试验方法,其试验加载谱通常都是标准经验谱或借鉴国外的载荷谱,这种载荷谱不能真实反映国内的汽车实际道路受载信息和运动状态,导致试验模拟精度较差。其次现有的台架试验周期不能满足企业适应激烈市场竞争的需求,迫切需要探索能够实现变速器台架加速试验的方法。本课题基于企业实际需求和当前变速器台架试验的不足,重点探索基于实际载荷谱的变速器台架加载载荷谱强化方法,以实现更短的试验时间,又不失其真实的模拟精度,从而有助于缩短变速器的试验验证周期,提高变速器的研发效率,具有较强的理论意义和工程应用价值。首先,选取了变速器的扭矩、转速、油温、踏板状态、应变、加速度等目标测量参数,选用KISTLER车轮六分力传感器和eDAQ高性能数据采集系统构建了变速器同步采集系统,严格按照企业耐久性试验规范在重庆西部汽车试验场对变速器的实际载荷谱进行了全面地采集。其次,选取变速器的实际载荷谱中的扭矩信号作为分析目标,完成了数据的预处理和多样本载荷的重复性检查。基于速比信息和踏板状态信号,结合企业的变速器参数,同步完成了实际载荷谱的挡位提取。对扭矩等信号进行了统计特征值分析、概率密度分析、系统相关性分析、频谱分析、系统相干性分析等统计分析,提取了目标载荷在时域和频域中的有用信息,并分析了不同典型路面扭矩信号的特征。然后,通过雨流计数及频次外推得到实际载荷谱的参量值频次矩阵,运用Goodman法和等效均值法得到适用于台架的分挡位一维等效载荷谱。一方面对载荷谱进行了幅值强化,采用删小量法和等损伤浓缩法完成扭矩载荷的初步加速,并分别用等面积法和等损伤法实施了幅值线性强化,在此基础上运用非线性强化法进一步进行了幅值强化。另一方面对载荷谱进行了频率强化,通过提高原始载荷的频率,采用傅里叶逆变换重构时域历程强化载荷谱。同时,以损伤曲线法分析了载荷加载次序对疲劳损伤的影响。最后,对变速器实际载荷谱和强化载荷谱的时频域损伤对比分析,验证了强化方法的有效性,并建立了幅值强化和频率强化后载荷谱与实际载荷谱之间的等效关系。
【关键词】：变速器 实际载荷谱 幅值强化 频率强化 损伤等效
【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4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 课题的研究背景和意义11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 变速器台架试验国内外研究现状11-12
• 1.2.2 载荷谱统计分析国内外研究现状12
• 1.2.3 载荷谱强化方法国内外研究现状12-15
• 1.2.4 载荷谱等效关系国内外研究现状15-16
• 1.3 研究内容与技术路线16
• 1.4 本章小结16-17
• 2 变速器实际载荷谱采集17-33
• 2.1 变速器实际载荷谱采集方案17-26
• 2.1.1 变速器实际载荷谱概述17
• 2.1.2 建立变速器实际载荷谱采集方案17-26
• 2.2 传感器安装与测试系统调试26-29
• 2.2.1 应变计与加速度传感器布置26-28
• 2.2.2 车轮六分力传感器布置28-29
• 2.2.3 测试系统调试29
• 2.3 汽车试验场实际载荷谱采集29-32
• 2.3.1 试验路段选择29-30
• 2.3.2 采样方法30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 3 变速器实际载荷谱提取及分析33-51
• 3.1 实际载荷谱预处理33-37
• 3.1.1 纠正应变信号零漂及趋势项33-34
• 3.1.2 消除奇异点34-36
• 3.1.3 扭矩无效载荷过滤36-37
• 3.2 载荷谱重复性检查及挡位提取37-40
• 3.2.1 载荷谱重复性检查37-39
• 3.2.2 载荷谱的挡位提取39-40
• 3.3 载荷谱的统计分析40-47
• 3.3.1 数学特征值分析40-41
• 3.3.2 概率密度分析41-42
• 3.3.3 系统相关性分析42-44
• 3.3.4 频谱分析44-46
• 3.3.5 系统相干性分析46-47
• 3.4 典型路面扭矩对比分析47-50
• 3.5 本章小结50-51
• 4 台架载荷谱的生成及强化方法研究51-71
• 4.1 载荷谱强化流程51
• 4.2 载荷谱频次统计及外推51-57
• 4.2.1 雨流计数52-54
• 4.2.2 雨流矩阵频次外推54-55
• 4.2.3 台架载荷谱的生成55-57
• 4.3 删小幅值法57-60
• 4.4 线性强化法60-63
• 4.4.1 等面积法60-62
• 4.4.2 等损伤法62-63
• 4.5 非线性强化法63-64
• 4.6 载荷谱频率强化64-68
• 4.6.1 载荷谱频率分析64-65
• 4.6.2 频率线性强化65-68
• 4.7 载荷谱加载顺序影响68-69
• 4.8 本章小结69-71
• 5 强化载荷谱损伤验证71-85
• 5.1 载荷疲劳损伤特性分析71-77
• 5.1.1 疲劳概述71
• 5.1.2 疲劳累积损伤理论71-72
• 5.1.3 载荷时域损伤特性分析72-74
• 5.1.4 载荷频域损伤特性分析74-77
• 5.2 强化方法有效性分析77-79
• 5.2.1 等面积法有效性分析77
• 5.2.2 等损伤法有效性分析77-78
• 5.2.3 非线性强化法有效性分析78-79
• 5.3 幅值强化损伤验证79-82
• 5.3.1 变速器输出轴损伤验证79-81
• 5.3.2 齿轮损伤验证81-82
• 5.4 频率强化损伤验证82-83
• 5.4.1 变速器输出轴损伤验证82-83
• 5.4.2 齿轮损伤验证83
• 5.5 本章小结83-85
• 6 总结与展望85-87
• 6.1 全文总结85
• 6.2 设想与展望85-87
• 致谢87-89
• 参考文献89-93
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果93

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 苏清祖 ,王锦雯;中型轮式拖拉机前桥载荷谱测取方法的初步研究[J];镇江农业机械学院学报;1981年02期

2 王建定,桑正中,陈翠英;程序载荷谱编制方法研究[J];农业机械学报;1986年03期

3 邱白晶 ,桑正中;载荷谱的直接生成法[J];江苏工学院学报;1987年01期

4 左常勇,冯锡曙;随机程序载荷谱[J];拖拉机;1987年03期

5 康晓弟,黄振声;双参数载荷谱编制研究[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);1990年02期

6 康晓第;黄振声;;双参数载荷谱编制方法研究[J];机械强度;1990年03期

7 平安;王德俊;徐灏;;载荷谱强化等损伤寿命折算新方法[J];机械强度;1993年02期

8 肖生发,左惟炜,沈德平;轻型车后桥二维载荷谱及其疲劳寿命预测[J];汽车工程;2002年04期

9 何春华,周捫,项娇;汽车道路行驶试验载荷谱样本长度确定方法的研究[J];汽车技术;2003年11期

10 何柏岩;王树新;高峰;金大成;;车辆道路行驶载荷谱测量及推断方法研究[J];应用基础与工程科学学报;2005年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李唐;李国峰;李钊;;基于载荷谱损伤的道路相关性研究[A];2013中国汽车工程学会年会论文集[C];2013年

2 邵建;董益亮;肖攀;王俊翔;;基于多体模型仿真的载荷谱虚拟迭代技术分析[A];2010重庆汽车工程学会年会论文专辑[C];2010年

3 郑松林;张瑾;成永刚;井清;卢曦;;载荷谱中低幅载荷对零件寿命预测精度的影响[A];第十四届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2008年

4 张建娟;韩松元;;琼海及襄樊试验场损伤对比研究[A];推进节能环保，给力绿色崛起——海南省机械工程学会、海南省机械工业质量管理协会2012年海南机械科技学术报告会交流论文集[C];2012年

5 朱涛;林晓斌;;基于实测载荷谱的车身焊点疲劳寿命分析[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年

6 刘晓明;万少杰;熊峻江;李强;;民用飞机飞行谱与载荷谱的编制[A];2012年海峡两岸破坏科学/材料试验学术会议论文摘要集[C];2012年

7 缪炳荣;朱涛;张立民;尹海涛;张卫华;;轨道车辆结构典型疲劳载荷谱的外推算法研究[A];第十五届全国疲劳与断裂学术会议摘要及论文集[C];2010年

8 赵贵玲;赵琛;黄培彦;;高速公路车辆载荷谱的统计特性分析[A];第十五届全国疲劳与断裂学术会议摘要及论文集[C];2010年

9 王万英;吴顺洪;唐北平;贾建科;方君;;试验场道路与用户道路的当量关系研究[A];2010重庆汽车工程学会年会论文专辑[C];2010年

10 秦远珍;梁勇;;规范谱编制技术的研究及应用[A];首届中国CAE工程分析技术年会暨2005全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2005年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 易风;宇通为客户创造更大价值[N];国际商报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 王长江;民机载荷谱分散性及其等效方法研究[D];南京航空航天大学;2014年

2 朱宁;高速列车转向架构架结构损伤一致性载荷谱理论研究[D];北京交通大学;2016年

3 宋烨;动车组铝合金车体疲劳寿命评估理论与试验研究[D];西南交通大学;2016年

4 张兰胜;基于数据记录仪的掘进机载荷谱测定与分析方法研究[D];中国矿业大学(北京);2017年

5 张英爽;装载机传动系载荷谱的测取与应用研究[D];吉林大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 齐悦;基于有限元法的重型绞车主要部件优化设计与寿命分析[D];上海交通大学;2014年

2 靳德诚;基于路谱采集理论的试验场关联[D];河北工程大学;2015年

3 蔡川;基于真实路谱的汽车疲劳寿命开发试验技术[D];重庆大学;2015年

4 安富军;基于二维载荷谱的齿轮传动疲劳寿命估算方法研究[D];天津职业技术师范大学;2016年

5 寇许;基于中国交通特征的车辆行驶工况及载荷谱的研究[D];河北工业大学;2015年

6 路梓照;铁路货车纵向载荷谱特性研究及应用[D];北京交通大学;2016年

7 刘苏铭;自动变速器设计用载荷谱测取与编制方法研究[D];中北大学;2016年

8 谭仕发;车体结构风致载荷作用下的部分载荷谱研究[D];西南交通大学;2016年

9 王敏龙;基于典型道路的汽车离合器关键零部件可靠性研究[D];上海工程技术大学;2016年

10 张舒翔;高速列车车体加速寿命试验载荷谱编制及寿命预测仿真[D];西南交通大学;2016年

，

本文编号：901458