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IVECO客车整车疲劳台架试验研究

作者:时间:2013-08-03来源:网络
整车的室内台架疲劳试验技术在小轿车中已得到了广泛的应用,如上海大众等轿车厂家都有自己的试验台架。由于试验及试验设备系统成本等原因,目前国内在客车方面还很少有这方面的尝试。采用室内台架试验的方法对 客车(以下称)的行驶平顺性及各零部件系统的寿命及可靠性进行试验,在台架上再现 在实际行驶中所遇到的各种复杂工况,研究其在随机振动环境中的振动状态和疲劳损坏原因。试验中可有效地控制工作台面的位移、速度和加速度,精确地控制和检测IVECO各部分的状况。通过信号处理加速车辆疲劳过程,这都是道路试验所不易做到的。

1 试验基础

室内台架疲劳试验的目的就是在尽可能短的时间里确定所要求长的耐久寿命,并能同步监视整车及各部件的工作状况,快速准确地对汽车整车及其零部件可靠性能进行评估,及时提出合理有效的改进措施,从而缩短新产品的开发周期,这对于汽车工业尤其重要。

两桥车辆IVECO的道路模拟试验由四通道的电液伺服试验台系统和一套道路模拟控制软件系统组成。如图1 所示。该套试验设备系统从INSTRON-SCHENCK引进。道路模拟控制系统输出信号控制试验台作动器,在试验室内重现被试车辆在道路上行驶时的振动工况。


图1 室内台架道路模拟疲劳试验测控系统原理图

试验激励信号获取一般有两种方式。一是用试验软件按照国际或国家标准生成路谱信号作为试验激励,这种方式产生的路谱信号并不能完全表示特定车辆实际路面的工况;另一是通过对同种车型在标准试车场试验时进行采集的路谱作为激励。如海南试验场对“引进技术的轻型客车国产化整车可靠性试验里程分配情况”,如表1 所示。总里程为30000km,其中不包括磨合里程。这种方式获取的激励信号较能真实地代表同种车辆的运行工况。

表1 试验里程及分配

2 路面谱的采集

2.1 原始加速度信号采集

试验激励采用IVECO 在标准试车场实际道路行驶时所采集的同一车型的道路谱(以下称为原始加速度信号)。IVECO 客车为两桥车辆。原始加速度信号采集点为四轮轴正上方垂直方向上的四个点。其中一个加速度传感器安装位置示意图如图2 所示,其它传感器安装位置与之相似。


1 车架 2 加速度传感器 3 减振机构 4 车轮 5 车轴
图2 加速度传感器安装位置示意图

四测点响应谱即四通道原始加速度信号,如图3 所示。


图3 四通道道路谱即四通道原始加速度信号

2.2 试验前道路谱信号加速处理

在保证实际路面的振动对IVECO 的疲劳贡献的基础上,为了缩短室内的时间,同时又保证路面振动对车辆的疲劳贡献。试验中采用了控制与分析试验软件Labsite 对原始加速度信号进行疲劳编辑即加速处理。应用疲劳损伤等效原理,通过计算机准确的计算,进行频域分析、过滤和时间关联编辑,删除时域输入信号中的无损伤部分,从而加速试验。经过加速后的信号与原信号相比,所产生的疲劳部分损伤基本一致,并且所产生的损伤分布基本一致。这就保证了疲劳编辑的合理性。加速处理后的时间通常可以缩短5~20 倍。其中一个通道经处理前后的加速度信号对比图如图4 所示。

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