(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911155212.6
(22)申请日 2019.11.22
(71)申请人 上海理工大学
地址 200093 上海市杨浦区军工路516号
(72)发明人 赵礼辉 杨鹏 孙伟 郑松林
冯金芝 高大威 翁硕
(74)专利代理机构 上海德昭知识产权代理有限
公司 31204
代理人 郁旦蓉
(51)Int.Cl.
G01M 17/007(2006.01)
(54)发明名称
其标准化方法
(57)摘要
本发明提供一种整车四立柱台架试验标准
等整车参数自由组合，并调整不同车轮载荷相位
关系，从而能适应当前车辆平台化/系列化的开
发需求，缩短新车型开发周期，减少已有车型载
荷采集频次；标准化方法包括如下步骤：采集试
频随机变化路况、连续低频变化路况以及瞬时冲
l RF 、期望左前轮时间序列l LF 、期望左后轮时间序
列l LR 和期望右后轮时间序列l RR ，进而得到三种
路况下的期望载荷谱；将三种路况下的期望载荷
谱与原始载荷谱从多方面进行对比验证，得到整
车四立柱标准载荷谱。权利要求书3页 说明书9页 附图14页CN 110954338 A 2020.04.03
C N 110954338
A
1.一种整车四立柱台架试验标准化载荷谱，其特征在于，包括：
11种工况载荷序列，分别为工况1载荷序列、工况2载荷序列、工况3载荷序列、工况4载荷序列、工况5载荷序列、工况6载荷序列、工况7载荷序列、工况8载荷序列、工况9载荷序列、工况10载荷序列和工况11载荷序列，
其中，所述工况1载荷序列、所述工况2载荷序列、所述工况3载荷序列、所述工况4载荷序列、所述工况5载荷序列以及所述工况6载荷序列组成连续高频随机载荷序列，所述工况7载荷序列、工况8载荷序列以及工况9载荷序列组成连续低频载荷序列，
所述工况10载荷序列以及所述工况11载荷序列组成瞬时冲击载荷序列。
2.根据权利要求1所述的整车四立柱台架试验标准化载荷谱，其特征在于：
其中，所述工况1载荷序列、所述工况2载荷序列、所述工况3载荷序列、所述工况4载荷序列、所述工况5载荷序列、所述工况6载荷序列、所述工况7载荷序列、工况8载荷序列、工况9载荷序列、所述工况10载荷序列以及所述工况11载荷序列的损伤贡献分别为：w1、w2、w3、w4、w5、w6、w7、w8、w9、w10以及w11，
所述工况1载荷序列、所述工况2载荷序列、所述工况3载荷序列、所述工况4载荷序列、所述工况5载荷序列、所述工况6载荷序列、所述工况7载荷序列、工况8载荷序列、工况9载荷序列、所述工况10载荷序列以及所述工况11载荷序列的时间长度分别为t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8、t9、t10以及t11，
所述损伤贡献的计算公式为：式中，d i表示第i个载荷序列损伤。
3.一种如权利要求1所述的整车四立柱台架试验标准化载荷谱的标准化方法，用于对不同车型在同一个试验场和特定路况的试验规范下的原始载荷谱进行处理得到整车四立柱标准载荷谱，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，采集试验车的所述原始载荷谱；
步骤2，将所述原始载荷谱分别在连续高频随机变化路况、连续低频变化路况以及瞬时冲击路况下进行处理，得到期望右前轮时间序列l RF、期望左前轮时间序列l LF、期望左后轮时间序列l LR和期望右后轮时间序列l RR，进而得到三种路况下的期望载荷谱；
步骤3，将三种路况下的所述期望载荷谱与所述试验车的原始载荷谱从幅值、穿级计数、雨流循环计数、冲击响应谱、频域疲劳损伤谱、损伤以及相干系数这些方面进行对比验证，从而得到所述整车四立柱标准载荷谱。
4.根据权利要求1所述的整车四立柱台架试验标准化载荷谱标准化方法，其特征在于：
其中，所述步骤2中的所述原始载荷谱在连续高频随机变化路况下进行处理时，包括如下子步骤：
步骤2-1，选取所述试验车的原始右前轮载荷，并对其求自相关函数；
步骤2-2，对所述自相关函数进行傅里叶变换，得到所述试验车的所述原始右前轮载荷的位移功率谱密度，该位移功率谱密度即为信号PSD；
步骤2-3，对所述信号PSD进行分布拟合，选择50百分位和90百分位水平的PSD作为期望PSD，进而分别得到所述期望右前轮时间序列l RF；
步骤2-4，计算所述试验车的原始车轮载荷之间的相关系数r和原始同侧前后车轮载荷
之间的延迟时间Δt；
步骤2-5，根据所述相关系数r和原始同侧前后车轮载荷之间的所述延迟时间Δt，得到所述期望左前轮时间序列l LF、所述期望左后轮时间序列l LR和所述期望右后轮时间序列l RR。
5.根据权利要求4所述的整车四立柱台架试验标准化载荷谱标准化方法，其特征在于：
其中，所述步骤2-1中的所述自相关函数Rx(τ)的公式为：
所述步骤2-2中的所述位移功率谱密度Sx(f)的计算公式为：
所述步骤2-4中的所述相关系数r的计算公式如下：
所述延迟时间Δt的计算公式如下：
式(1)中，x(t)为试验车原始右前轮时间序列，
式(2)中，Rx(τ)为试验车原始右前轮时间序列的自相关函数，
式(3)中，X，Y为所述试验车的任意车轮时间序列，
式(4)中，l为所述试验车的轴距，v为车速。
6.根据权利要求4所述的整车四立柱台架试验标准化载荷谱标准化方法，其特征在于：
其中，所述步骤2-5包括如下子步骤：
步骤2-5-1，根据式(3)计算出的所述试验车的原始左前轮载荷和原始右前轮载荷的相关系数r RF-LF和所述期望右前轮时间序列l RF，通过式(5)生成所述期望左前轮时间序列l LF；
步骤2-5-2，根据式(4)计算出的所述试验车的原始同侧前后轮载荷之间的延时间Δt 以及已经生成的所述期望左前轮时间序列l LF和所述期望右前轮时间序列l RF，得到所述期望左后轮时间序列l LR和所述期望右后轮时间序列l RR，
其中，所述式(5)的公式如下：
式(5)中，为对相关系数矩阵分解后的一个上三角矩
阵，c12＝r RF-LF，l S为与l RF等长的一组随机序列。
7.根据权利要求3所述的整车四立柱台架试验标准化载荷谱标准化方法，其特征在于：
其中，所述步骤2中的所述原始载荷谱在连续低频变化路况下进行处理时，包括如下子
步骤：
步骤2-1，提取所述试验车的原始右前轮载荷的尖峰值；
步骤2-2，将所述原始右前轮载荷的所述尖峰值进行拟合，而后选取50百分位和90百分位水平的尖峰值代替所述试验车的原始右前轮载荷的尖峰值分别生成所述期望右前轮时间序列l RF；
步骤2-3，采用与步骤2-1和步骤2-2相同的方法，依次生成所述期望左前轮时间序列l LF、所述期望右后轮时间序列l RR和所述期望左后轮时间序列l LR。
8.根据权利要求3所述的整车四立柱台架试验标准化载荷谱标准化方法，其特征在于：
其中，所述步骤2中的所述原始载荷谱在瞬时冲击路况下进行处理时，包括如下子步骤：
步骤2-1，提取所述试验车的原始车轮载荷冲击片段；
步骤2-2，对所述冲击片段的上拐点和下拐点的距离h tb进行分布拟合，而后选取50百分位和90百分位水平的距离h分别替换所述试验车的原始右前轮载荷的冲击片段的下拐点，从而得到所述期望右前轮时间序列l RF；
步骤2-3，分别根据所述试验车的原始左前轮载荷、原始左后轮载荷、原始右后轮载荷各自与所述原始右前轮载荷的延迟时间Δt1、Δt2、Δt3依次得到期望所述期望左前轮时间序列l LF、所述期望左后轮时间序列l LR和所述期望右后轮时间序列l RR。
9.根据权利要求3所述的整车四立柱台架试验标准化载荷谱标准化方法，其特征在于：
其中，所述步骤3中的损伤的对比，包括如下子步骤：
根据S-N曲线表达式S m N＝C和线性累积损伤原则，将所述期望载荷谱和所述试验车的原始载荷谱进行单通道损伤对比，然后根据车轮间的耦合关系再进行多轴耦合损伤对比，向量角度分别为20°、30°、45°和60°，
S-N曲线表达式中，C为常数，m为疲劳强度指数，S为幅值。
一种整车四立柱台架试验标准化载荷谱及其标准化方法
技术领域
[0001]本发明属于机动车辆的可靠性分析技术领域，具体涉及一种整车四立柱台架试验标准化载荷谱及其标准化方法。
背景技术
[0002]四立柱台架自从诞生以来就广泛应用于室内道路模拟试验，其试验是以试验场实测谱为基础。然而室内道路模拟试验需要对每一个车型进行载荷测量。在同一个试验场和特定路况的试验规范下，不同车型相同部位的载荷具有相似性。且可靠性与耐久性是机动车辆安全运行的基础保障，也是保证运输效率的必要条件。机动车辆运行过程中，关键零部件的突然疲劳失效会造成车毁人亡的道路交通事故。汽车试验场担负着汽车整车产品可靠性的测试和评价。
发明内容
[0003]本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种整车四立柱台架试验标准化载荷谱及其标准化方法。
[0004]本发明提供了一种整车四立柱台架试验标准化载荷谱，具有这样的特征，包括：11种工况载荷序列，分别为工况1载荷序列、工况2载荷序列、工况3载荷序列、工况4载荷序列、工况5载荷序列、工况6载荷序列、工况7载荷序列、工况8载荷序列、工况9载荷序列、工况10载荷序列和工况11载荷序列，其中，工况1载荷序列、工况2载荷序列、工况3载荷序列、工况4载荷序列、工况5载荷序列以及工况6载荷序列组成连续高频随机载荷序列，工况7载荷序列、工况8载荷序列以及工况9载荷序列组成连续低频载荷序列，工况10载荷序列以及工况11载荷序列组成瞬时冲击载荷序列。
[0005]在本发明提供的整车四立柱台架试验标准化载荷谱中，还可以具有这样的特征：其中，工况1载荷序列、工况2载荷序列、工况3载荷序列、工况4载荷序列、工况5载荷序列、工况6载荷序列、工况7载荷序列、工况8载荷序列、工况9载荷序列、工况10载荷序列以及工况11载荷序列的损伤贡献分别为：w 1、w 2、w 3、w 4、w 5、w 6、w 7、w 8、w 9、w 10以及w 11，工况1载荷序列、工况2载荷序列、工况3载荷序列、工况4载荷序列、工况5载荷序列、工况6载荷序列、工况7载荷序列、工况8载荷序列、工况9载荷序列、工况10载荷序列以及工况11载荷序列的时间长度分别为t 1、t 2、t 3、t 4、t 5、t 6、t 7、t 8、t 9、t 10以及t 11，损伤贡献的计算公式为：式中，d i 表示第i个载荷序列损伤。
[0006]本发明还提供了一种整车四立柱台架试验标准化载荷谱标准化方法，用于对不同车型在同一个试验场和特定路况的试验规范下的原始载荷谱进行处理得到整车四立柱标准载荷谱，具有这样的特征，包括如下步骤：
[0007]步骤1，采集试验车的原始载荷谱；
[0008]步骤2，将原始载荷谱分别在连续高频随机变化路况、连续低频变化路况以及瞬时
说 明 书1/9页CN 110954338 A
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议