后悬置下支架疲劳寿命分析方法、装置、设备和介质与流程
未命名
09-24
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1.本技术涉及可靠耐久技术领域,特别是涉及一种后悬置下支架疲劳寿命分析方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
背景技术:
2.对于商用车辆来说,驾驶室悬置的主要作用是传递载荷并进行振动的衰减。其中,驾驶室后悬置支架,不仅受到驾驶室在颠簸路面的惯性载荷,同时,由于其下方与车架固定,还要承担来自车架由于扭转变形而带来的附加载荷,此外,驾驶室后悬置支架还要挂载整车部件,如空气过滤器或燃油滤清器等,可能产生由于路面激励与整车部件固有频率相耦合的共振现象。在这种复杂载荷条件下,国内主机厂在产品开发过程以及产品投放用户的使用过程中,经常发生驾驶室后悬置下支架的疲劳开裂问题。
3.目前,主要是利用cae仿真技术,对后悬置下支架的疲劳开裂问题进行分析,其中,对于驾驶室传递给悬置支架的荷载,在xyz方向上施加经验性的静载荷,从而对结构的最大静力值或者安全系数进行评价,对于车架传递给悬置支架的载荷,需要在整车复杂有限元模型的条件下,在前轴及后轴施加具有固定值的对扭位移载荷,考察其结构安全系数,对于悬置支架上悬挂的部件而产生的振动问题,行业上以施加重力场载荷(俗称g载荷)为主,或是施加基于功率谱密度(psd)的加速度激励,考察结构在共振产生时的结构应力响应,由于这几种工况产生的响应无法进行耦合或累加,因此无法对驾驶室后悬置下支架的实际疲劳寿命进行准确计算与评价。
技术实现要素:
4.基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够准确评价后悬置下支架的实际疲劳寿命的后悬置下支架疲劳寿命分析方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
5.第一方面,本技术提供了一种后悬置下支架疲劳寿命分析方法,所述方法包括:
6.获取车辆在测试路段行驶时第一主横梁和第二主横梁间的相对扭转角、以及弹簧减振器的轴向位移,并基于整车坐标系,获取车辆在所述测试路段行驶时的悬置上支架三方向加速度和悬置下支架三方向加速度,所述悬置上支架和所述悬置下支架通过弹簧进行连接,所述悬置上支架的上端与驾驶室连接,所述悬置下支架的下端与车架连接,所述第一主横梁和所述第二主横梁为所述驾驶室正下方的两根车架主横梁,所述第二主横梁靠近车身;
7.基于实际车速、预设车速以及所述车辆在所述测试路段行驶的预设次数,对所述相对扭转角、所述轴向位移、所述悬置上支架三方向加速度以及所述悬置下支架三方向加速度,分别进行预处理;
8.基于驾驶室和悬置系统的多体动力学模型、以及后悬置下支架的有限元模型,根据第一预设驱动、以及预处理后的轴向位移、悬置上支架三方向加速度、悬置下支架三方向
加速度,确定后悬置下支架在驾驶室惯性载荷工况下的第一全场时域应力和第一应变幅;
9.基于所述后悬置下支架的有限元模型和后悬置下支架的多体动力学模型,根据第二预设驱动,确定后悬置下支架在振动工况和共振响应下的第二全场时域应力和第二应变幅;
10.基于车架有限元模型,根据预处理后的所述相对扭转角,确定后悬置下支架在车架低频扭转工况下的第三全场时域应力和第三应变幅;
11.根据所述第一全场时域应力、所述第一应变幅、所述第二全场时域应力、所述第二应变幅、所述第三全场时域应力以及所述第三应变幅,分析后悬置下支架的疲劳寿命。
12.在其中一个实施例中,所述基于实际车速、预设车速以及所述车辆在所述测试路段行驶的预设次数,对所述相对扭转角、所述轴向位移、所述悬置上支架三方向加速度以及所述悬置下支架三方向加速度,分别进行预处理,包括:
13.基于所述预设车速和所述预设次数,计算车辆每次在所述测试路段行驶时,所述相对扭转角、所述轴向位移、所述悬置上支架三方向加速度以及所述悬置下支架三方向加速度的总伪损伤;
14.将所有总伪损伤的中位数确定为目标总伪损伤,并将所述目标总伪损伤对应的相对扭转角、轴向位移、悬置上支架三方向加速度以及悬置下支架三方向加速度,确定为目标载荷谱信号;
15.判断所述目标载荷谱信号对应的实际车速与所述预设车速间的差值是否在预设车速范围内,若所述差值不在所述预设车速范围内,则返回获取车辆在测试路段行驶时第一主横梁和第二主横梁间的相对扭转角、以及弹簧减振器的轴向位移,并基于整车坐标系,获取车辆在所述测试路段行驶时的悬置上支架三方向加速度和悬置下支架三方向加速度的步骤并继续执行,直至确定的目标载荷谱信号对应的实际车速与所述预设车速间的差值在预设车速范围内;
16.若所述差值在所述预设车速范围内,则判断所述目标载荷谱信号包含的每种参数是否处于相应的第一数据范围内,若存在不处于相应第一数据范围内的参数,则删除不处于相应第一数据范围内的参数;
17.若所述目标载荷谱信号包含的每种参数均处于相应的第一数据范围内,则判断所述目标载荷谱信号包含的每种参数是否处于相应的第二数据范围内,若存在不处于相应第二数据范围内的参数,则发出报警信号,所述报警信号用于指示测量相应参数的传感器出现故障、或者所述车辆出现故障,其中,第二数据范围的上限小于第一数据范围的下限。
18.在其中一个实施例中,所述基于驾驶室和悬置系统的多体动力学模型、以及后悬置下支架的有限元模型,根据第一预设驱动、以及预处理后的轴向位移、悬置上支架三方向加速度、悬置下支架三方向加速度,确定后悬置下支架在驾驶室惯性载荷工况下的第一全场时域应力和第一应变幅,包括:
19.根据预设的起始频率和终止频率,对预处理后的轴向位移、悬置上支架三方向加速度以及悬置下支架三方向加速度进行筛选,获得目标信号;
20.根据所述起始频率和预设的边界频率确定白噪声,并根据所述边界频率和所述终止频率确定粉红噪声,所述边界频率大于所述起始频率且小于所述终止频率,所述白噪声为能量不随频率发生变化的信号,所述粉红噪声为能量随频率发生指数变化的信号;
21.将所述白噪声和所述粉红噪声输入所述多体动力学模型,得到频率响应函数;
22.基于所述起始频率和所述终止频率,根据所述第一预设驱动,判断所述频率响应函数的相干是否大于预设相干值;
23.若所述频率响应函数的相干大于所述预设相干值,则将所述目标信号输入频率响应函数的反函数,得到第一驱动信号;
24.基于所述多体动力学模型和所述有限元模型,根据所述第一驱动信号和预设权重值,确定所述第一全场时域应力和所述第一应变幅。
25.在其中一个实施例中,所述基于所述起始频率和所述终止频率,根据所述目标信号和所述第一预设驱动,判断所述频率响应函数的相干是否大于预设相干值之后,还包括:
26.若所述频率响应函数的相干不大于所述预设相干值,则调整白噪声的标准差、所述边界频率以及粉红噪声的曲线指数,并基于调整后的参数,返回将所述白噪声和所述粉红噪声输入所述多体动力学模型,得到频率响应函数的步骤并继续执行。
27.在其中一个实施例中,所述基于所述多体动力学模型和所述有限元模型,根据所述第一驱动信号和预设权重值,确定所述第一全场时域应力和所述第一应变幅,包括:
28.将所述第一驱动信号输入所述多体动力学模型,得到响应信号,所述响应信号包括悬置上支架响应三方向加速度、悬置下支架响应三方向加速度以及响应轴向位移;
29.根据所述预设权重值,分别对所述目标信号中包含的每种参数分配权重,以得到加权目标信号,并分别对所述响应信号中包含的每种参数分配权重,以得到加权响应信号;
30.判断加权目标信号的第一均方根值和加权响应信号的第二均方根值间的均方根差值,是否小于第一均方根值的预设比例值;
31.若所述均方根差值小于所述预设比例值,且加权目标信号中的悬置下支架加权目标三方向加速度的相对损伤和加权响应信号中的悬置下支架加权响应三方向加速度的相对损伤均在预设损伤范围内,则基于所述多体动力学模型和所述有限元模型,根据所述第一驱动信号,确定所述第一全场时域应力和所述第一应变幅。
32.在其中一个实施例中,所述基于所述多体动力学模型和所述有限元模型,根据所述第一驱动信号,确定所述第一全场时域应力和所述第一应变幅,包括:
33.利用所述第一驱动信号驱动所述多体动力学模型,得到后悬置下支架的时间历程载荷;
34.在所述有限元模型的多个预设点位处输入单位载荷,得到所述单位载荷对应的第一单位应力;
35.基于所述时间历程载荷和所述单位载荷间的比例关系,根据所述第一单位应力,确定所述时间历程载荷对应的第一全场时域应力和第一应变幅。
36.在其中一个实施例中,所述判断加权目标信号的第一均方根值和加权响应信号的第二均方根值间的均方根差值,是否小于第一均方根值的预设比例值之后,还包括:
37.若所述均方根差值不小于所述预设比例值、悬置下支架加权目标三方向加速度的相对损伤不在预设损伤范围内、或者悬置下支架加权响应三方向加速度的相对损伤不在预设损伤范围内,则将所述均方根差值,输入所述频率响应函数的反函数,得到驱动差值;
38.根据所述驱动差值对所述第一驱动信号进行调整,并基于调整后的第一驱动信号,返回将所述第一驱动信号输入所述多体动力学模型,得到响应信号的步骤并继续执行。
39.在其中一个实施例中,所述基于所述后悬置下支架的有限元模型和后悬置下支架的多体动力学模型,根据第二预设驱动,确定后悬置下支架在振动工况和共振响应下的第二全场时域应力和第二应变幅,包括:
40.将所述第二预设驱动输入所述多体动力学模型,得到模态参与因子;
41.基于所述有限元模型,进行模态计算,得到第二单位应力;
42.根据所述第二单位应力和所述模态参与因子,确定所述第二全场时域应力和所述第二应变幅。
43.在其中一个实施例中,所述基于车架有限元模型,根据预处理后的所述相对扭转角,确定后悬置下支架在车架低频扭转工况下的第三全场时域应力和第三应变幅,包括:
44.在车架有限元模型的第二主横梁的中心位置处施加单位角位移,得到第三单位应力;
45.基于所述单位角位移和预处理后的相对扭转角间的比例关系,根据所述第三单位应力,确定所述第三全场时域应力和所述第三应变幅。
46.在其中一个实施例中,所述根据所述第一全场时域应力、所述第一应变幅、所述第二全场时域应力、所述第二应变幅、所述第三全场时域应力以及所述第三应变幅,分析后悬置下支架的疲劳寿命,包括:
47.根据所述第一全场时域应力、所述第二全场时域应力以及所述第三全场时域应力,确定临界平面;
48.将所述第一全场时域应力、所述第二全场时域应力、所述第三全场时域应力、所述第一应变幅、所述第二应变幅以及所述第三应变幅,映射至所述临界平面;
49.在所述临界平面内,基于雨流投影,根据所述第一全场时域应力、所述第二全场时域应力以及所述第三全场时域应力,得到目标时域应力,并根据所述第一应变幅、所述第二应变幅以及所述第三应变幅得到目标应变幅;
50.根据所述目标时域应力、所述目标应变幅以及后悬置下支架的应变寿命曲线,确定车辆在所述测试路段中行驶一次时,所述后悬置下支架在不同路况下的单循环损伤,所述应变寿命曲线包括基本材料应变寿命曲线和焊接材料应变寿命曲线;
51.根据所述不同路况下的单循环损伤、每种路况对应的行驶次数,计算后悬置下支架的总损伤,并根据所述总损伤和测试路段的长度,确定后悬置下支架的疲劳寿命。
52.第二方面,本技术还提供了一种后悬置下支架疲劳寿命分析装置,所述装置包括:
53.获取模块,用于获取车辆在测试路段行驶时第一主横梁和第二主横梁间的相对扭转角、以及弹簧减振器的轴向位移,并基于整车坐标系,获取车辆在所述测试路段行驶时的悬置上支架三方向加速度和悬置下支架三方向加速度,所述悬置上支架和所述悬置下支架通过弹簧进行连接,所述悬置上支架的上端与驾驶室连接,所述悬置下支架的下端与车架连接,所述第一主横梁和所述第二主横梁为所述驾驶室正下方的两根车架主横梁,所述第二主横梁靠近车身;
54.预处理模块,用于基于实际车速、预设车速以及所述车辆在所述测试路段行驶的预设次数,对所述相对扭转角、所述轴向位移、所述悬置上支架三方向加速度以及所述悬置下支架三方向加速度,分别进行预处理;
55.第一确定模块,用于基于驾驶室和悬置系统的多体动力学模型、以及后悬置下支
架的有限元模型,根据第一预设驱动、以及预处理后的轴向位移、悬置上支架三方向加速度、悬置下支架三方向加速度,确定后悬置下支架在驾驶室惯性载荷工况下的第一全场时域应力和第一应变幅;
56.第二确定模块,用于基于所述后悬置下支架的有限元模型和后悬置下支架的多体动力学模型,根据第二预设驱动,确定后悬置下支架在振动工况和共振响应下的第二全场时域应力和第二应变幅;
57.第三确定模块,用于基于车架有限元模型,根据预处理后的所述相对扭转角,确定后悬置下支架在车架低频扭转工况下的第三全场时域应力和第三应变幅;
58.分析模块,用于根据所述第一全场时域应力、所述第一应变幅、所述第二全场时域应力、所述第二应变幅、所述第三全场时域应力以及所述第三应变幅,分析后悬置下支架的疲劳寿命。
59.第三方面,本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的任意一个实施例中的方法的步骤。
60.第四方面,本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述的任意一个实施例中的方法的步骤。
61.第五方面,本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述的任意一个实施例中的方法的步骤。
62.上述后悬置下支架疲劳寿命分析方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品,首先获取车辆在测试路段行驶时第一主横梁和第二主横梁间的相对扭转角、以及弹簧减振器的轴向位移,并基于整车坐标系,获取车辆在测试路段行驶时的悬置上支架三方向加速度和悬置下支架三方向加速度,接着基于实际车速、预设车速以及车辆在测试路段行驶的预设次数,对相对扭转角、轴向位移、悬置上支架三方向加速度以及悬置下支架三方向加速度,分别进行预处理,然后基于驾驶室和悬置系统的多体动力学模型、以及后悬置下支架的有限元模型,根据第一预设驱动、以及预处理后的轴向位移、悬置上支架三方向加速度、悬置下支架三方向加速度,确定后悬置下支架在驾驶室惯性载荷工况下的第一全场时域应力和第一应变幅,并基于后悬置下支架的有限元模型和后悬置下支架的多体动力学模型,根据第二预设驱动,确定后悬置下支架在振动工况和共振响应下的第二全场时域应力和第二应变幅,同时,基于车架有限元模型,根据预处理后的相对扭转角,确定后悬置下支架在车架低频扭转工况下的第三全场时域应力和第三应变幅,最后,根据第一全场时域应力、第一应变幅、第二全场时域应力、第二应变幅、第三全场时域应力以及第三应变幅,分析后悬置下支架的疲劳寿命。本技术提供的方法,通过将三种全场时域应力和应变幅进行耦合分析,能够准确评价后悬置下支架的实际疲劳寿命。
附图说明
63.图1为一个实施例中后悬置下支架疲劳寿命分析方法的流程示意图;
64.图2为一个实施例中传感器测点布置图;
65.图3为一个实施例中惯性荷载分解点示意图;
66.图4为一个实施例中预处理方法的流程示意图;
67.图5为另一个实施例中相对扭转角的时域图;
68.图6为一个实施例中后悬置下支架疲劳寿命分析装置的结构框图;
69.图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
70.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本技术进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术,并不用于限定本技术。
71.在一个实施例中,如图1所示,提供了一种后悬置下支架疲劳寿命分析方法,本实施例以该方法应用于终端进行举例说明,可以理解的是,该方法也可以应用于服务器,还可以应用于包括终端和服务器的系统,并通过终端和服务器的交互实现。本实施例中,该方法包括以下步骤:
72.s102、获取车辆在测试路段行驶时第一主横梁和第二主横梁间的相对扭转角、以及弹簧减振器的轴向位移,并基于整车坐标系,获取车辆在测试路段行驶时的悬置上支架三方向加速度和悬置下支架三方向加速度,悬置上支架和悬置下支架通过弹簧进行连接,悬置上支架的上端与驾驶室连接,悬置下支架的下端与车架连接,第一主横梁和第二主横梁为驾驶室正下方的两根车架主横梁,第二主横梁靠近车身。
73.如图2所示,悬置上支架三方向加速度由布置在悬置上支架的测点1、测点2、测点3以及测点4的四个三方向加速度传感器测得,悬置下支架三方向加速度由布置在悬置下支架的测点5、测点6、测点7以及测点8的四个三方向加速度传感器测得,其中,加速度传感器的xyz通道方向与产品设计所用的整车坐标系一致,弹簧减振器的轴向位移由布置在测点9、测点10、测点11以及测点12的四个拉线式位移传感器测得,其中,位移传感器规定拉伸为正方向、压缩为负方向,第一主横梁的扭转角由布置在测点13的扭转角测试装置测得,第二主横梁的扭转角由布置在测点14的扭转角测试装置测得,将两个扭转角测试装置测得的扭转角的差值确定为第一主横梁和第二主横梁间的相对扭转角。此外,还需要根据常规的gps测量,获取车辆实际车速、车辆经纬度以及海拔。
74.测试样车需为经过磨合期后的状态良好的目标车辆或参考车辆,采样率需为关注频率范围(一般为0-50hz)上限的10倍,即500hz。
75.s104、基于实际车速、预设车速以及车辆在测试路段行驶的预设次数,对相对扭转角、轴向位移、悬置上支架三方向加速度以及悬置下支架三方向加速度,分别进行预处理。
76.首先,确定每次测试时的相对扭转角、轴向位移、悬置上支架三方向加速度以及悬置下支架三方向加速度的总伪损伤,并根据总伪损伤确定目标载荷谱信号。
77.然后,检查目标载荷谱信号对应的实际车速和预设车速的偏差是否在预设范围内,若不在预设范围内,则重新执行s102的步骤。
78.接着,去除目标载荷谱信号中的毛刺,即将目标载荷谱信号中远大于预设参数范围的参数删除,例如,目标载荷谱信号中某一时刻的三方向加速度信号比正常的三方向加速度信号高出5倍,则将这一时刻的三方向加速度信号删除。在去除毛刺之后,根据目标载荷谱信号,修正每种相应的传感器温漂,并根据车辆两侧对称的传感器测量的同一数据的
一致性,对车辆进行一致性检查,同时,还要根据车辆处于不同工况时,各种传感器的指针方向情况,对传感器进行检查,例如,不同工况可以为制动、转向以及过坑。
79.最后,从目标载荷谱信号中提取出车辆在不同路况上行驶时的数据,例如,不同路况可以为卵石路、失修坑以及搓板路,并按照路段名称进行信号文件的输出,信号文件的类型可以为二进制的asc或者rsp文件格式。
80.s106、基于驾驶室和悬置系统的多体动力学模型、以及后悬置下支架的有限元模型,根据第一预设驱动、以及预处理后的轴向位移、悬置上支架三方向加速度、悬置下支架三方向加速度,确定后悬置下支架在驾驶室惯性载荷工况下的第一全场时域应力和第一应变幅。
81.驾驶室和悬置系统的多体动力学模型的构建过程如下所示:利用msc.adams或simcenter3d motion等软件,进入多体动力学建模环境。导入驾驶室及悬置系统的关键硬点坐标表格,硬点为具有连接关系的关节坐标或关注的响应点的坐标。根据系统的结构形式,建立部件物体,主要为驾驶室、乘员、车架、稳定杆、悬置支架、液压锁、连杆、传感器等,其中驾驶室需要输入实测的质量、质心与转动惯量。建立减振器、弹簧、衬套力等弹性减振元件单元,输入刚度曲线与阻尼曲线,定义减振器的上下自由行程、压缩缓冲块刚度以及拉伸限位块刚度曲线。建立运动副,例如减振器活塞与套筒之间的圆柱副、驾驶室与液压锁之间的旋转副。对驾驶室悬置支架,特别是下支架(包括前减振器下支架、前稳定杆后铰接下支架,后悬置下支架)以及前稳定杆进行柔性化。对于后悬置下支架,除了保证硬点位置不变之外,其本身可以是参考样车的结构而非目标结构,只作为载荷分解用,因此对有限元网格细节不做特别要求。在本步骤中,驾驶室和悬置系统的多体动力学建模,是求解驾驶室在振动工况下对于后悬置下支架的惯性载荷,因此车架无需柔性化建模,且可定义为非质量性物体。在刚体车架的中心坐标处,建立一个虚拟振动台架,其实质是一个虚物体,用一个坐标系代替。固定虚拟振动台架与车架,并将虚拟振动台架与大地相连,约束全部自由度。计算一个只受重力影响下的静平衡工况,查看弹簧减振器的位移变化,通过调整预载荷,使弹簧减振器的位移维持在设计的平衡高度,用于模拟空气弹簧减振器静平衡特性。进行线性化识别,即计算驾驶室及悬置系统的刚体模态,查看是否与实测或经验值有较大差别,是否存在异常的零部件运动姿态,从而更进一步的校正模型。建立一个振动工况,与静平衡工况进行联合求解,即设置一个重启动工况,以避免后续迭代计算中由于非平衡状态而导致的模型初始异常冲击。保存多体动力学模型。
82.s108、基于后悬置下支架的有限元模型和后悬置下支架的多体动力学模型,根据第二预设驱动,确定后悬置下支架在振动工况和共振响应下的第二全场时域应力和第二应变幅。
83.如图3所示,在驾驶室和悬置系统的多体动力学模型中的点21位置处,输出后悬置子系统6自由度驱动,同样包含3个方向的线位移与三个方向的角位移,其中,点21位于点19与点20的中点坐标位置,该6自由度驱动即为第二预设驱动。
84.新建一个后悬置下支架的多体动力学刚体模型,去掉所有连接及被连接物体,并进行柔性化,调整后悬置下支架有限元模型,将左右车架固定点刚性连接为一点,主点即为子系统驱动位置。进行craig-bampton(cb)模态的计算,输出模态位移、应力、节点力与spc支反力。获得至少10阶的整车挂载附件系统的振动模态以及6阶静态位移补偿模态,并赋予
模态阻尼比率。驱动后悬置下支架动力学模型,进行模态参与因子计算,输出16阶模态坐标,保存参与因子数据为asc二进制文件。
85.进行模态应力结果与参与因子的匹配。建立一个有限元-载荷匹配集合,输入上述cb模态计算的结果文件以及模态参与因子,通过结果关键字头进行匹配,获得后悬置下支架在振动工况及共振响应下的全场时域应力与应变幅。
86.s110、基于车架有限元模型,根据预处理后的相对扭转角,确定后悬置下支架在车架低频扭转工况下的第三全场时域应力和第三应变幅。
87.基于车架有限元模型,在车架第一主横梁中心位置,即如图2中的点13处,进行6自由度的固定约束,在车架第二主横梁中心位置,即如图2中的点14处,施加沿着x轴的单位角位移,单位为度。建立一个nastran静态计算工况,调整控制卡片,输出后悬置下支架的静态单位角度扭转工况结构响应,包括位移、应力及节点力。
88.进行车架扭转结果与测试角度的匹配。建立一个有限元-载荷匹配集合,输入车辆在测试路段行驶时第一主横梁和第二主横梁间的相对扭转角以及静态单位角度扭转工况结构响应,进行匹配与比例缩放,获得后悬置下支架在车架低频扭转工况下的全场时域应力与应变幅。
89.s112、根据第一全场时域应力、第一应变幅、第二全场时域应力、第二应变幅、第三全场时域应力以及第三应变幅,分析后悬置下支架的疲劳寿命。
90.基于femfat或simcenter3d durability等软件,将第一全场时域应力、第一应变幅、第二全场时域应力、第二应变幅、第三全场时域应力以及第三应变幅进行结果映射,得到每个时间历程采样点下的多轴应力应变结果,插入一个平面内18等分角度的临界平面求解条件,根据张量级别与数量,找到临界平面。根据临界平面,进行雨流投影与滤波,将所有的应力幅按照所处角度进行投影与重新计算。并从基本材料疲劳寿命分析和焊接材料疲劳寿命分析两方面进行疲劳寿命分析。
91.进行平均应力的修正,选择基于p-swt(smith-watson-topper)的修正法,可根据企业的可靠性验证标准定义材料疲劳曲线的成活率,一般为50%/90%/99%。根据材料表面粗糙度、有无热处理工序等进行参数的修正,对于不清楚的参数可默认设置为1。利用neuber切口应力条件公式,结合循环应力应变曲线,进行弹塑性修正。进行雨流计数,以获得不同应力或应变幅下的循环数,利用进阶的线性损伤累积法则(elementary minor)进行损伤计算与综合。任一单元的总损伤=σ各特征路段单循环损伤*循环数。通过疲劳分析软件进行后处理,结合测试路段长度可换算为结构疲劳寿命及可靠耐久性里程。
92.上述后悬置下支架疲劳寿命分析方法中,通过将三种工况下的应力和应变幅进行耦合分析,能够显著提升后悬置下支架在复杂条件下的综合疲劳寿命预测精度,通过将实际测量的数据和有限元分析相结合,能够使得计算出的疲劳寿命更符合实际情况。
93.在一些实施例中,如图4所示,图4为一个实施例中预处理方法的流程示意图,基于实际车速、预设车速以及车辆在测试路段行驶的预设次数,对相对扭转角、轴向位移、悬置上支架三方向加速度以及悬置下支架三方向加速度,分别进行预处理,包括:基于预设车速和预设次数,计算车辆每次在测试路段行驶时,相对扭转角、轴向位移、悬置上支架三方向加速度以及悬置下支架三方向加速度的总伪损伤;将所有总伪损伤的中位数确定为目标总伪损伤,并将目标总伪损伤对应的相对扭转角、轴向位移、悬置上支架三方向加速度以及悬
置下支架三方向加速度,确定为目标载荷谱信号;判断目标载荷谱信号对应的实际车速与预设车速间的差值是否在预设车速范围内,若差值不在预设车速范围内,则返回获取车辆在测试路段行驶时第一主横梁和第二主横梁间的相对扭转角、以及弹簧减振器的轴向位移,并基于整车坐标系,获取车辆在测试路段行驶时悬置上支架的悬置上支架三方向加速度和悬置下支架的悬置下支架三方向加速度的步骤并继续执行,直至确定的目标载荷谱信号对应的实际车速与预设车速间的差值在预设车速范围内;若差值在预设车速范围内,则判断目标载荷谱信号包含的每种参数是否处于相应的第一数据范围内,若存在不处于相应第一数据范围内的参数,则删除不处于相应第一数据范围内的参数;若目标载荷谱信号包含的每种参数均处于相应的第一数据范围内,则判断目标载荷谱信号包含的每种参数是否处于相应的第二数据范围内,若存在不处于相应第二数据范围内的参数,则发出报警信号,报警信号用于指示测量相应参数的传感器出现故障、或者车辆出现故障,其中,第二数据范围的上限小于第一数据范围的下限。
94.本步骤中,伪损伤指的是不考虑具体的结构,直接把各种载荷信号看作广义应力,以广义应力为输入,使用指定的标准s-n曲线,再按照求真实疲劳损伤相同的方式进行循环计数和损伤累积,而最终得到的损伤值。
95.本步骤提供的方法,通过对参数进行预处理之后,能够使后续的有限元分析的结果更加准确。
96.在一些实施例中,基于驾驶室和悬置系统的多体动力学模型、以及后悬置下支架的有限元模型,根据第一预设驱动、以及预处理后的轴向位移、悬置上支架三方向加速度、悬置下支架三方向加速度,确定后悬置下支架在驾驶室惯性载荷工况下的第一全场时域应力和第一应变幅,包括:根据预设的起始频率和终止频率,对预处理后的轴向位移、悬置上支架三方向加速度以及悬置下支架三方向加速度进行筛选,获得目标信号;根据起始频率和预设的边界频率确定白噪声,并根据边界频率和终止频率确定粉红噪声,边界频率大于起始频率且小于终止频率,白噪声为能量不随频率发生变化的信号,粉红噪声为能量随频率发生指数变化的信号;将白噪声和粉红噪声输入多体动力学模型,得到频率响应函数;基于起始频率和终止频率,根据目标信号和第一预设驱动,判断频率响应函数的相干是否大于预设相干值;若频率响应函数的相干大于预设相干值,则将目标信号输入频率响应函数的反函数,得到第一驱动信号;基于多体动力学模型和有限元模型,根据第一驱动信号和预设权重值,确定第一全场时域应力和第一应变幅。
97.本步骤中,基于femfat lab或motion twr等软件,定义起始频率和终止频率,例如,起始频率为1hz,终止频率为40hz,并设置采样率以及帧长度,以确保频率分辨率<0.5hz。设置目标传感器通道,即在多体动力学模型中,在如图2中的测点1到测点8的位置,每个位置建立三个方向的加速度通道,总计24个加速度通道,在测点9到测点12的位置,每个位置建立一个通道,总计4个位移通道。在多体动力学模型中建立的虚拟振动台架与大地之间,通过车架中心点坐标系,建立一个6自由度驱动,即三个方向的线位移驱动和三个方向的角位移驱动,该6自由度驱动即为第一预设驱动。
98.将预处理后的轴向位移、悬置上支架三方向加速度以及悬置下支架三方向加速度输入多体动力学模型,进行通道-信号之间的匹配,同时通过1-40hz的带通滤波器,对输入的数据进行筛选,去除掉不在1-40hz范围内的数据,从而得到目标信号。设置边界频率,定
义起始频率到边界频率之间为白噪声,边界频率到终止频率之间为粉红噪声,并设置粉红噪声的曲线指数,以及白噪声的标准差。利用白-粉红噪声驱动多体动力学模型,获得频率响应函数(frf)。然后将目标信号和第一预设驱动输入预设的相干函数,进行频率响应函数输入与输出间的相干验证,确保1-4hz范围内的相干大于0.7,4-40hz范围内的相干大于0.85,否则重新调整白噪声的标准差、边界频率以及粉红噪声的曲线指数,直至相干满足要求。在相干满足要求的情况下,将目标信号输入频率响应函数的反函数,得到第一驱动信号。
99.本步骤提供的方法,在相干满足要求的情况下,才确定第一驱动信号,能够保证第一驱动信号的准确性。
100.在一些实施例中,基于起始频率和终止频率,根据目标信号和第一预设驱动,判断频率响应函数的相干是否大于预设相干值之后,还包括:若频率响应函数的相干不大于预设相干值,则调整白噪声的标准差、边界频率以及粉红噪声的曲线指数,并基于调整后的参数,返回将白噪声和粉红噪声输入多体动力学模型,得到频率响应函数的步骤并继续执行。
101.本步骤中,相干指的是频率响应函数的输入值和输出值间的线性相关程度。
102.本步骤提供的方法,通过相干值来调整相应的参数,能够保证通过白-粉红噪声得到的频率响应函数的准确性。
103.在一些实施例中,基于所述多体动力学模型和所述有限元模型,根据所述第一驱动信号和预设权重值,确定所述第一全场时域应力和所述第一应变幅,包括:将所述第一驱动信号输入所述多体动力学模型,得到响应信号,所述响应信号包括悬置上支架响应三方向加速度、悬置下支架响应三方向加速度以及响应轴向位移;根据所述预设权重值,分别对所述目标信号中包含的每种参数分配权重,以得到加权目标信号,并分别对所述响应信号中包含的每种参数分配权重,以得到加权响应信号;判断加权目标信号的第一均方根值和加权响应信号的第二均方根值间的均方根差值,是否小于第一均方根值的预设比例值;若所述均方根差值小于所述预设比例值,且加权目标信号中的悬置下支架加权目标三方向加速度的相对损伤和加权响应信号中的悬置下支架加权响应三方向加速度的相对损伤均在预设损伤范围内,则基于所述多体动力学模型和所述有限元模型,根据所述第一驱动信号,确定所述第一全场时域应力和所述第一应变幅。
104.本步骤中,例如,悬置上支架三方向加速度的权重值为0.3-0.4,悬置下支架三方向加速度的权重值为0.4-0.6,轴向位移的权重值为0.2-0.3,当加权响应信号和加权目标信号间的均方根差值小于预设均方根值,且加权目标信号中的悬置下支架加权目标三方向加速度的相对损伤和加权响应信号中的悬置下支架加权响应三方向加速度的相对损伤均在0.85-1.15之间时,则根据所述第一驱动信号,确定所述第一全场时域应力和所述第一应变幅。
105.本步骤提供的方法,通过对不同参数分配权重,能够减少系统中由于非线性和不确定因素而产生的误差。
106.在一些实施例中,基于多体动力学模型和有限元模型,根据第一驱动信号,确定第一全场时域应力和第一应变幅,包括:利用第一驱动信号驱动多体动力学模型,得到后悬置下支架的时间历程载荷;在有限元模型的多个预设点位处输入单位载荷,得到单位载荷对应的第一单位应力;基于时间历程载荷和单位载荷间的比例关系,根据第一单位应力,确定
时间历程载荷对应的第一全场时域应力和第一应变幅。
107.本步骤中,如图3所示,在利用第一驱动信号驱动多体动力学模型之后,会在点15、点16、点17、点18、点19以及点20分别输出6方向时间历程载荷,共计36个通道,其中,点15和点16为液压锁上的固定点,点17和点18为后减振器上的固定点,点19和点20为后悬置车架上的固定点。
108.基于hyperworks或ansa等有限元仿真软件,建立详细的后悬置下支架有限元模型,包括零部件分类命名、几何结构清理、有限元网格划分、螺栓与焊接的建模及装配、材料及属性的赋予、单元质量检查、重量信息的核对等操作。在图4中的每一个入力点及通道,各自建立一个单位载荷工况,对模型不施加任何约束,采用nastran中的惯性释放计算卡片,建立载荷步,输出单元的位移、应力以及节点力结果。进行有限元分析计算,输出op2格式的结果文件。
109.建立一个有限元-载荷匹配集合,输入上述有限元分析得到的op2格式的结果文件以及后悬置下支架的时间历程载荷,通过结果关键字头进行匹配,获得后悬置下支架在驾驶室惯性载荷工况下的全场时域应力与应变幅。
110.本步骤提供的方法,利用有限元分析得到后悬置下支架在驾驶室惯性载荷工况下的全场时域应力与应变幅,能够提高第一全场时域应力和第一应变幅的预测精度。
111.在一些实施例中,判断加权目标信号的第一均方根值和加权响应信号的第二均方根值间的均方根差值,是否小于第一均方根值的预设比例值之后,还包括:若所述均方根差值不小于所述预设比例值、悬置下支架加权目标三方向加速度的相对损伤不在预设损伤范围内、或者悬置下支架加权响应三方向加速度的相对损伤不在预设损伤范围内,则将所述均方根差值,输入所述频率响应函数的反函数,得到驱动差值;根据所述驱动差值对所述第一驱动信号进行调整,并基于调整后的第一驱动信号,返回将所述第一驱动信号输入所述多体动力学模型,得到响应信号的步骤并继续执行。
112.本步骤中,在均方根差值不小于预设比例值、悬置下支架加权目标三方向加速度的相对损伤不在预设损伤范围内、或者悬置下支架加权响应三方向加速度的相对损伤不在预设损伤范围内时,则根据驱动差值调整第一驱动信号。
113.本步骤提供的方法,通过迭代的方式确定驱动信号,使得最终确定的驱动信号更加准确。
114.在一些实施例中,基于后悬置下支架的有限元模型和后悬置下支架的多体动力学模型,根据第二预设驱动,确定后悬置下支架在振动工况和共振响应下的第二全场时域应力和第二应变幅,包括:将第二预设驱动输入多体动力学模型,得到模态参与因子;基于有限元模型,进行模态计算,得到第二单位应力;根据第二单位应力和模态参与因子,确定第二全场时域应力和第二应变幅。
115.本步骤中,模态参与因子是一种描述模态和某一向量激励相互作用关系的参数,模态参与因子的值越大,代表该模态对动态响应的贡献越大。
116.本步骤提供的方法,根据模态参与因子确定第二全场时域应力和第二应变幅,使得确定的第二全场时域应力和第二应变幅更加精准。
117.在一些实施例中,基于车架有限元模型,根据预处理后的相对扭转角,确定后悬置下支架在车架低频扭转工况下的第三全场时域应力和第三应变幅,包括:在车架有限元模
型的第二主横梁的中心位置处施加单位角位移,得到第三单位应力;基于单位角位移和预处理后的相对扭转角间的比例关系,根据第三单位应力,确定第三全场时域应力和第三应变幅。
118.本步骤中,进行车架有限元建模的内容包括:对整体车架进行切割,保留第一主横梁及第二主横梁之间的纵梁与横梁结构,删除不提供扭转刚度的结构,包括车架端单侧挂载的附件的支架,如油箱支架、后处理器支架等。
119.本步骤提供的方法,基于车架车架有限元模型确定第三全场时域应力和第三应变幅,使得确定的第三全场时域应力和第三应变幅更加精准。
120.在一些实施例中,根据第一全场时域应力、第一应变幅、第二全场时域应力、第二应变幅、第三全场时域应力以及第三应变幅,分析后悬置下支架的疲劳寿命,包括:根据第一全场时域应力、第二全场时域应力以及第三全场时域应力,确定临界平面;将第一全场时域应力、第二全场时域应力、第三全场时域应力、第一应变幅、第二应变幅以及第三应变幅,映射至临界平面;在临界平面内,基于雨流投影,根据第一全场时域应力、第二全场时域应力以及第三全场时域应力,得到目标时域应力,并根据第一应变幅、第二应变幅以及第三应变幅得到目标应变幅;根据目标时域应力、目标应变幅以及后悬置下支架的应变寿命曲线,确定车辆在测试路段中行驶一次时,后悬置下支架在不同路况下的单循环损伤,应变寿命曲线包括基本材料应变寿命曲线和焊接材料应变寿命曲线;根据不同路况下的单循环损伤、每种路况对应的行驶次数,计算后悬置下支架的总损伤,并根据总损伤和测试路段的长度,确定后悬置下支架的疲劳寿命。
121.本步骤中,根据悬置下支架金属材料牌号进行分组,进入基本材料疲劳寿命分析模块,选取基于应变的疲劳寿命分析方法。设置应变寿命曲线参数,包括弹性模量、抗拉强度、应力强度系数、应力强度指数、韧性强度系数以及韧性强度指数。设置循环应力应变曲线参数,包含循环强度系数与循环应变硬化指数。所有以上参数应为经过测试后拟合得到的,或是通过经验公式估计获得的。如果存在焊接工艺,比如缝焊,则进入焊接材料疲劳寿命分析模块。焊缝的识别,需通过对两个具有不同属性卡片的钣金零件完成,根据焊接角度及形式,识别为t型、y型、l型、搭接以及对接等类型。选取名义应力法,通过bs7608等标准,根据焊接类型或载荷形式,定义焊接材料sn曲线。或选取缺口应力法,通过厚度赋予虚拟缺口半径大小,并通过基于节点力的子模型法、焊接接头缺口应力数据库,定义主sn曲线。
122.本步骤提供的方法,从基本材料疲劳寿命分析和焊接材料疲劳寿命分析两方面进行疲劳寿命分析,使得后悬置下支架的分析结果更加全面。
123.在一个实施例中,提供了另一种后悬置下支架疲劳寿命分析方法,包括以下内容:
124.(1)进行整车可靠耐久性道路载荷测试,在驾驶室悬置系统的簧上和簧下位置测取三方向加速度信号,测取弹簧减振器轴向相对位移信号,在车架第一主横梁与第二主梁之间测取相对扭转角,其中,相对扭转角的时域图如图5所述。对一个周期内的信号进行毛刺的去除、漂移的修正、滤波等前处理操作,获得用于后续载荷分解的目标信号或输入信号。
125.建立包含驾驶室、悬置支架、弹性减振元件、虚拟传感器、虚拟驱动在内的多体动力学模型。通过线性化识别,确保系统6阶刚体模态与实测值一致。
126.以簧上簧下加速度信号、弹簧减振器轴向相对位移为目标信号,并分配不同的迭
代权重,以驾驶室及悬置系统刚柔混合多体动力学模型为传递函数,反向迭代求取系统外部的驱动信号以获得真实路面情况下的运动姿态与悬置支架收到驾驶室传递的惯性载荷,包括液压锁衬套载荷、后悬置减振器下固定点衬套载荷、虚拟夹具(或车架)端的支撑载荷,频率范围为1-40hz。对后悬置下支架每个入力点进行单位载荷下的惯性释放计算,获得位移及应力响应,并进行有限元结果与时域惯性载荷的匹配,获得全场应力幅与应变幅。
127.(2)对于挂载整车附件的悬置下支架结构,通过求解驾驶室及悬置动力学模型,输出后悬置支架的子系统6自由度驱动。建立包含整车附件的详细有限元模型,在动力学模型中通过cb模态计算获得柔性体文件,并输入模态阻尼比率。输入包含3个线位移和3个角位移的系统驱动,进行多体动力学模型求解,输出系统的模态参与因子,获得系统由于共振而产生的响应。将有限元结果(模态应力)与模态参与因子进行匹配,获得全场应力幅与应变幅。
128.(3)建立包含第一主横梁与第二主横梁之间的车架结构的有限元模型。在第一主横梁中心建立固定约束,对第二主横梁施加单位扭转角度,输出后悬置下支架的位移与应力。将有限元结果与时域车架扭转角进行匹配,获得全场应力幅与应变幅。
129.(4)在疲劳寿命分析模块,根据以上各种条件的全场时域应力幅与应变幅,进行结果映射耦合与危险方向识别,获得临界平面,并进行雨流投影,获得基于临界平面的修正应力与应变幅。按照金属材料牌号进行分类,输入各自的应变-寿命曲线与循环应力应变曲线。进行基于p-swt的平均应力修正,并采用elementary-minor损伤累积准则进行损伤的累积计算,最终进行驾驶室后悬置支架的疲劳寿命的评价。
130.应该理解的是,虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
131.基于同样的发明构思,本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的后悬置下支架疲劳寿命分析方法的后悬置下支架疲劳寿命分析装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似,故下面所提供的一个或多个后悬置下支架疲劳寿命分析装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于后悬置下支架疲劳寿命分析方法的限定,在此不再赘述。
132.在一个实施例中,如图6所示,提供了一种后悬置下支架疲劳寿命分析装置600,包括:获取模块601、预处理模块602、第一确定模块603、第二确定模块604、第三确定模块605和分析模块606,其中:
133.获取模块601,用于获取车辆在测试路段行驶时第一主横梁和第二主横梁间的相对扭转角、以及弹簧减振器的轴向位移,并基于整车坐标系,获取车辆在所述测试路段行驶时的悬置上支架三方向加速度和悬置下支架三方向加速度,所述悬置上支架和所述悬置下支架通过弹簧进行连接,所述悬置上支架的上端与驾驶室连接,所述悬置下支架的下端与车架连接,所述第一主横梁和所述第二主横梁为所述驾驶室正下方的两根车架主横梁,所
述第二主横梁靠近车身。
134.预处理模块602,用于基于实际车速、预设车速以及所述车辆在所述测试路段行驶的预设次数,对所述相对扭转角、所述轴向位移、所述悬置上支架三方向加速度以及所述悬置下支架三方向加速度,分别进行预处理。
135.第一确定模块603,用于基于驾驶室和悬置系统的多体动力学模型、以及后悬置下支架的有限元模型,根据第一预设驱动、以及预处理后的轴向位移、悬置上支架三方向加速度、悬置下支架三方向加速度,确定后悬置下支架在驾驶室惯性载荷工况下的第一全场时域应力和第一应变幅。
136.第二确定模块604,用于基于所述后悬置下支架的有限元模型和后悬置下支架的多体动力学模型,根据第二预设驱动,确定后悬置下支架在振动工况和共振响应下的第二全场时域应力和第二应变幅。
137.第三确定模块605,用于基于车架有限元模型,根据预处理后的所述相对扭转角,确定后悬置下支架在车架低频扭转工况下的第三全场时域应力和第三应变幅。
138.分析模块606,用于根据所述第一全场时域应力、所述第一应变幅、所述第二全场时域应力、所述第二应变幅、所述第三全场时域应力以及所述第三应变幅,分析后悬置下支架的疲劳寿命。
139.在一些实施例中,预处理模块602,还用于:基于所述预设车速和所述预设次数,计算车辆每次在所述测试路段行驶时,所述相对扭转角、所述轴向位移、所述悬置上支架三方向加速度以及所述悬置下支架三方向加速度的总伪损伤;将所有总伪损伤的中位数确定为目标总伪损伤,并将所述目标总伪损伤对应的相对扭转角、轴向位移、悬置上支架三方向加速度以及悬置下支架三方向加速度,确定为目标载荷谱信号;判断所述目标载荷谱信号对应的实际车速与所述预设车速间的差值是否在预设车速范围内,若所述差值不在所述预设车速范围内,则返回获取车辆在测试路段行驶时第一主横梁和第二主横梁间的相对扭转角、以及弹簧减振器的轴向位移,并基于整车坐标系,获取车辆在所述测试路段行驶时的悬置上支架三方向加速度和悬置下支架三方向加速度的步骤并继续执行,直至确定的目标载荷谱信号对应的实际车速与所述预设车速间的差值在预设车速范围内;若所述差值在所述预设车速范围内,则判断所述目标载荷谱信号包含的每种参数是否处于相应的第一数据范围内,若存在不处于相应第一数据范围内的参数,则删除不处于相应第一数据范围内的参数;若所述目标载荷谱信号包含的每种参数均处于相应的第一数据范围内,则判断所述目标载荷谱信号包含的每种参数是否处于相应的第二数据范围内,若存在不处于相应第二数据范围内的参数,则发出报警信号,所述报警信号用于指示测量相应参数的传感器出现故障、或者所述车辆出现故障,其中,第二数据范围的上限小于第一数据范围的下限。
140.在一些实施例中,第一确定模块603,包括:
141.筛选单元,用于根据预设的起始频率和终止频率,对预处理后的轴向位移、悬置上支架三方向加速度以及悬置下支架三方向加速度进行筛选,获得目标信号。
142.第一确定单元,用于根据所述起始频率和预设的边界频率确定白噪声,并根据所述边界频率和所述终止频率确定粉红噪声,所述边界频率大于所述起始频率且小于所述终止频率,所述白噪声为能量不随频率发生变化的信号,所述粉红噪声为能量随频率发生指数变化的信号。
143.第一输入单元,用于将所述白噪声和所述粉红噪声输入所述多体动力学模型,得到频率响应函数。
144.判断单元,用于基于所述起始频率和所述终止频率,根据所述目标信号和所述第一预设驱动,判断所述频率响应函数的相干是否大于预设相干值。
145.第二输入单元,用于若所述频率响应函数的相干大于所述预设相干值,则将所述目标信号输入频率响应函数的反函数,得到第一驱动信号。
146.第二确定单元,用于基于所述多体动力学模型和所述有限元模型,根据所述第一驱动信号和预设权重值,确定所述第一全场时域应力和所述第一应变幅。
147.在一些实施例中,第一确定模块603,还用于:若所述频率响应函数的相干不大于所述预设相干值,则调整白噪声的标准差、所述边界频率以及粉红噪声的曲线指数,并基于调整后的参数,返回将所述白噪声和所述粉红噪声输入所述多体动力学模型,得到频率响应函数的步骤并继续执行。
148.在一些实施例中,第二确定单元,包括:
149.输入子单元,用于将所述第一驱动信号输入所述多体动力学模型,得到响应信号,所述响应信号包括悬置上支架响应三方向加速度、悬置下支架响应三方向加速度以及响应轴向位移。
150.权重分配子单元,用于根据所述预设权重值,分别对所述目标信号中包含的每种参数分配权重,以得到加权目标信号,并分别对所述响应信号中包含的每种参数分配权重,以得到加权响应信号。
151.判断子单元,用于判断加权目标信号的第一均方根值和加权响应信号的第二均方根值间的均方根差值,是否小于第一均方根值的预设比例值。
152.确定子单元,用于若所述均方根差值小于所述预设比例值,且加权目标信号中的悬置下支架加权目标三方向加速度的相对损伤和加权响应信号中的悬置下支架加权响应三方向加速度的相对损伤均在预设损伤范围内,则基于所述多体动力学模型和所述有限元模型,根据所述第一驱动信号,确定所述第一全场时域应力和所述第一应变幅。
153.在一些实施例中,确定子单元,还用于:利用所述第一驱动信号驱动所述多体动力学模型,得到后悬置下支架的时间历程载荷;在所述有限元模型的多个预设点位处输入单位载荷,得到所述单位载荷对应的第一单位应力;基于所述时间历程载荷和所述单位载荷间的比例关系,根据所述第一单位应力,确定所述时间历程载荷对应的第一全场时域应力和第一应变幅。
154.在一些实施例中,第二确定单元,具体用于:若所述均方根差值不小于所述预设比例值、悬置下支架加权目标三方向加速度的相对损伤不在预设损伤范围内、或者悬置下支架加权响应三方向加速度的相对损伤不在预设损伤范围内,则将所述均方根差值,输入所述频率响应函数的反函数,得到驱动差值;根据所述驱动差值对所述第一驱动信号进行调整,并基于调整后的第一驱动信号,返回将所述第一驱动信号输入所述多体动力学模型,得到响应信号的步骤并继续执行。
155.在一些实施例中,第二确定模块604,还用于:将所述第二预设驱动输入所述多体动力学模型,得到模态参与因子;基于所述有限元模型,进行模态计算,得到第二单位应力;根据所述第二单位应力和所述模态参与因子,确定所述第二全场时域应力和所述第二应变
幅。
156.在一些实施例中,第三确定模块605,还用于:在车架有限元模型的第二主横梁的中心位置处施加单位角位移,得到第三单位应力;基于所述单位角位移和预处理后的相对扭转角间的比例关系,根据所述第三单位应力,确定所述第三全场时域应力和所述第三应变幅。
157.在一些实施例中,分析模块606,还用于:根据所述第一全场时域应力、所述第二全场时域应力以及所述第三全场时域应力,确定临界平面;将所述第一全场时域应力、所述第二全场时域应力、所述第三全场时域应力、所述第一应变幅、所述第二应变幅以及所述第三应变幅,映射至所述临界平面;在所述临界平面内,基于雨流投影,根据所述第一全场时域应力、所述第二全场时域应力以及所述第三全场时域应力,得到目标时域应力,并根据所述第一应变幅、所述第二应变幅以及所述第三应变幅得到目标应变幅;根据所述目标时域应力、所述目标应变幅以及后悬置下支架的应变寿命曲线,确定车辆在所述测试路段中行驶一次时,所述后悬置下支架在不同路况下的单循环损伤,所述应变寿命曲线包括基本材料应变寿命曲线和焊接材料应变寿命曲线;根据所述不同路况下的单循环损伤、每种路况对应的行驶次数,计算后悬置下支架的总损伤,并根据所述总损伤和测试路段的长度,确定后悬置下支架的疲劳寿命。
158.上述后悬置下支架疲劳寿命分析装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
159.在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是终端,其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口、通信接口、显示单元和输入装置。其中,处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接,通信接口、显示单元和输入装置通过输入/输出接口连接到系统总线。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信,无线方式可通过wifi、移动蜂窝网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种后悬置下支架疲劳寿命分析方法。该计算机设备的显示单元用于形成视觉可见的画面,可以是显示屏、投影装置或虚拟现实成像装置。显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
160.本领域技术人员可以理解,图7中示出的结构,仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图,并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
161.在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现以下步骤:获取车辆在测试路段行驶时第一主横梁和第二主横梁间的相对扭转角、以及弹簧减振器的轴向位移,并基于整车坐标系,获
取车辆在所述测试路段行驶时的悬置上支架三方向加速度和悬置下支架三方向加速度,所述悬置上支架和所述悬置下支架通过弹簧进行连接,所述悬置上支架的上端与驾驶室连接,所述悬置下支架的下端与车架连接,所述第一主横梁和所述第二主横梁为所述驾驶室正下方的两根车架主横梁,所述第二主横梁靠近车身;基于实际车速、预设车速以及所述车辆在所述测试路段行驶的预设次数,对所述相对扭转角、所述轴向位移、所述悬置上支架三方向加速度以及所述悬置下支架三方向加速度,分别进行预处理;基于驾驶室和悬置系统的多体动力学模型、以及后悬置下支架的有限元模型,根据第一预设驱动、以及预处理后的轴向位移、悬置上支架三方向加速度、悬置下支架三方向加速度,确定后悬置下支架在驾驶室惯性载荷工况下的第一全场时域应力和第一应变幅;基于所述后悬置下支架的有限元模型和后悬置下支架的多体动力学模型,根据第二预设驱动,确定后悬置下支架在振动工况和共振响应下的第二全场时域应力和第二应变幅;基于车架有限元模型,根据预处理后的所述相对扭转角,确定后悬置下支架在车架低频扭转工况下的第三全场时域应力和第三应变幅;根据所述第一全场时域应力、所述第一应变幅、所述第二全场时域应力、所述第二应变幅、所述第三全场时域应力以及所述第三应变幅,分析后悬置下支架的疲劳寿命。
162.在一个实施例中,处理器执行计算机程序时所实现的基于实际车速、预设车速以及所述车辆在所述测试路段行驶的预设次数,对所述相对扭转角、所述轴向位移、所述悬置上支架三方向加速度以及所述悬置下支架三方向加速度,分别进行预处理,包括:基于所述预设车速和所述预设次数,计算车辆每次在所述测试路段行驶时,所述相对扭转角、所述轴向位移、所述悬置上支架三方向加速度以及所述悬置下支架三方向加速度的总伪损伤;将所有总伪损伤的中位数确定为目标总伪损伤,并将所述目标总伪损伤对应的相对扭转角、轴向位移、悬置上支架三方向加速度以及悬置下支架三方向加速度,确定为目标载荷谱信号;判断所述目标载荷谱信号对应的实际车速与所述预设车速间的差值是否在预设车速范围内,若所述差值不在所述预设车速范围内,则返回获取车辆在测试路段行驶时第一主横梁和第二主横梁间的相对扭转角、以及弹簧减振器的轴向位移,并基于整车坐标系,获取车辆在所述测试路段行驶时的悬置上支架三方向加速度和悬置下支架三方向加速度的步骤并继续执行,直至确定的目标载荷谱信号对应的实际车速与所述预设车速间的差值在预设车速范围内;若所述差值在所述预设车速范围内,则判断所述目标载荷谱信号包含的每种参数是否处于相应的第一数据范围内,若存在不处于相应第一数据范围内的参数,则删除不处于相应第一数据范围内的参数;若所述目标载荷谱信号包含的每种参数均处于相应的第一数据范围内,则判断所述目标载荷谱信号包含的每种参数是否处于相应的第二数据范围内,若存在不处于相应第二数据范围内的参数,则发出报警信号,所述报警信号用于指示测量相应参数的传感器出现故障、或者所述车辆出现故障,其中,第二数据范围的上限小于第一数据范围的下限。
163.在一个实施例中,处理器执行计算机程序时所实现的基于驾驶室和悬置系统的多体动力学模型、以及后悬置下支架的有限元模型,根据第一预设驱动、以及预处理后的轴向位移、悬置上支架三方向加速度、悬置下支架三方向加速度,确定后悬置下支架在驾驶室惯性载荷工况下的第一全场时域应力和第一应变幅,包括:根据预设的起始频率和终止频率,对预处理后的轴向位移、悬置上支架三方向加速度以及悬置下支架三方向加速度进行筛选,获得目标信号;根据所述起始频率和预设的边界频率确定白噪声,并根据所述边界频率
和所述终止频率确定粉红噪声,所述边界频率大于所述起始频率且小于所述终止频率,所述白噪声为能量不随频率发生变化的信号,所述粉红噪声为能量随频率发生指数变化的信号;将所述白噪声和所述粉红噪声输入所述多体动力学模型,得到频率响应函数;基于所述起始频率和所述终止频率,根据所述第一预设驱动,判断所述频率响应函数的相干是否大于预设相干值;若所述频率响应函数的相干大于所述预设相干值,则将所述目标信号输入频率响应函数的反函数,得到第一驱动信号;基于所述多体动力学模型和所述有限元模型,根据所述第一驱动信号和预设权重值,确定所述第一全场时域应力和所述第一应变幅。
164.在一个实施例中,处理器执行计算机程序时所实现的基于所述起始频率和所述终止频率,根据所述目标信号和所述第一预设驱动,判断所述频率响应函数的相干是否大于预设相干值之后,还包括:若所述频率响应函数的相干不大于所述预设相干值,则调整白噪声的标准差、所述边界频率以及粉红噪声的曲线指数,并基于调整后的参数,返回将所述白噪声和所述粉红噪声输入所述多体动力学模型,得到频率响应函数的步骤并继续执行。
165.在一个实施例中,处理器执行计算机程序时所实现的基于所述多体动力学模型和所述有限元模型,根据所述第一驱动信号和预设权重值,确定所述第一全场时域应力和所述第一应变幅,包括:将所述第一驱动信号输入所述多体动力学模型,得到响应信号,所述响应信号包括悬置上支架响应三方向加速度、悬置下支架响应三方向加速度以及响应轴向位移;根据所述预设权重值,分别对所述目标信号中包含的每种参数分配权重,以得到加权目标信号,并分别对所述响应信号中包含的每种参数分配权重,以得到加权响应信号;判断加权目标信号的第一均方根值和加权响应信号的第二均方根值间的均方根差值,是否小于第一均方根值的预设比例值;若所述均方根差值小于所述预设比例值,且加权目标信号中的悬置下支架加权目标三方向加速度的相对损伤和加权响应信号中的悬置下支架加权响应三方向加速度的相对损伤均在预设损伤范围内,则基于所述多体动力学模型和所述有限元模型,根据所述第一驱动信号,确定所述第一全场时域应力和所述第一应变幅。
166.在一个实施例中,处理器执行计算机程序时所实现的基于所述多体动力学模型和所述有限元模型,根据所述第一驱动信号,确定所述第一全场时域应力和所述第一应变幅,包括:利用所述第一驱动信号驱动所述多体动力学模型,得到后悬置下支架的时间历程载荷;在所述有限元模型的多个预设点位处输入单位载荷,得到所述单位载荷对应的第一单位应力;基于所述时间历程载荷和所述单位载荷间的比例关系,根据所述第一单位应力,确定所述时间历程载荷对应的第一全场时域应力和第一应变幅。
167.在一个实施例中,处理器执行计算机程序时所实现的判断加权目标信号的第一均方根值和加权响应信号的第二均方根值间的均方根差值,是否小于第一均方根值的预设比例值之后,还包括:若所述均方根差值不小于所述预设比例值、悬置下支架加权目标三方向加速度的相对损伤不在预设损伤范围内、或者悬置下支架加权响应三方向加速度的相对损伤不在预设损伤范围内,则将所述均方根差值,输入所述频率响应函数的反函数,得到驱动差值;根据所述驱动差值对所述第一驱动信号进行调整,并基于调整后的第一驱动信号,返回将所述第一驱动信号输入所述多体动力学模型,得到响应信号的步骤并继续执行。
168.在一个实施例中,处理器执行计算机程序时所实现的基于所述后悬置下支架的有限元模型和后悬置下支架的多体动力学模型,根据第二预设驱动,确定后悬置下支架在振动工况和共振响应下的第二全场时域应力和第二应变幅,包括:将所述第二预设驱动输入
所述多体动力学模型,得到模态参与因子;基于所述有限元模型,进行模态计算,得到第二单位应力;根据所述第二单位应力和所述模态参与因子,确定所述第二全场时域应力和所述第二应变幅。
169.在一个实施例中,处理器执行计算机程序时所实现的基于车架有限元模型,根据预处理后的所述相对扭转角,确定后悬置下支架在车架低频扭转工况下的第三全场时域应力和第三应变幅,包括:在车架有限元模型的第二主横梁的中心位置处施加单位角位移,得到第三单位应力;基于所述单位角位移和预处理后的相对扭转角间的比例关系,根据所述第三单位应力,确定所述第三全场时域应力和所述第三应变幅。
170.在一个实施例中,处理器执行计算机程序时所实现的根据所述第一全场时域应力、所述第一应变幅、所述第二全场时域应力、所述第二应变幅、所述第三全场时域应力以及所述第三应变幅,分析后悬置下支架的疲劳寿命,包括:根据所述第一全场时域应力、所述第二全场时域应力以及所述第三全场时域应力,确定临界平面;将所述第一全场时域应力、所述第二全场时域应力、所述第三全场时域应力、所述第一应变幅、所述第二应变幅以及所述第三应变幅,映射至所述临界平面;在所述临界平面内,基于雨流投影,根据所述第一全场时域应力、所述第二全场时域应力以及所述第三全场时域应力,得到目标时域应力,并根据所述第一应变幅、所述第二应变幅以及所述第三应变幅得到目标应变幅;根据所述目标时域应力、所述目标应变幅以及后悬置下支架的应变寿命曲线,确定车辆在所述测试路段中行驶一次时,所述后悬置下支架在不同路况下的单循环损伤,所述应变寿命曲线包括基本材料应变寿命曲线和焊接材料应变寿命曲线;根据所述不同路况下的单循环损伤、每种路况对应的行驶次数,计算后悬置下支架的总损伤,并根据所述总损伤和测试路段的长度,确定后悬置下支架的疲劳寿命。
171.在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
172.在一个实施例中,提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
173.需要说明的是,本技术所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等),均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据,且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。
174.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory,rom)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(reram)、磁变存储器(magnetoresistive random access memory,mram)、铁电存储器(ferroelectric random access memory,fram)、相变存储器(phase change memory,pcm)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory,ram)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限,ram可以是多种形式,比如静态随机存
取存储器(static random access memory,sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory,dram)等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等,不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等,不限于此。
175.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
176.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本技术的保护范围。因此,本技术的保护范围应以所附权利要求为准。
技术特征:
1.一种后悬置下支架疲劳寿命分析方法,其特征在于,所述方法包括:获取车辆在测试路段行驶时第一主横梁和第二主横梁间的相对扭转角、以及弹簧减振器的轴向位移,并基于整车坐标系,获取车辆在所述测试路段行驶时的悬置上支架三方向加速度和悬置下支架三方向加速度,所述悬置上支架和所述悬置下支架通过弹簧进行连接,所述悬置上支架的上端与驾驶室连接,所述悬置下支架的下端与车架连接,所述第一主横梁和所述第二主横梁为所述驾驶室正下方的两根车架主横梁,所述第二主横梁靠近车身;基于实际车速、预设车速以及所述车辆在所述测试路段行驶的预设次数,对所述相对扭转角、所述轴向位移、所述悬置上支架三方向加速度以及所述悬置下支架三方向加速度,分别进行预处理;基于驾驶室和悬置系统的多体动力学模型、以及后悬置下支架的有限元模型,根据第一预设驱动、以及预处理后的轴向位移、悬置上支架三方向加速度、悬置下支架三方向加速度,确定后悬置下支架在驾驶室惯性载荷工况下的第一全场时域应力和第一应变幅;基于所述后悬置下支架的有限元模型和后悬置下支架的多体动力学模型,根据第二预设驱动,确定后悬置下支架在振动工况和共振响应下的第二全场时域应力和第二应变幅;基于车架有限元模型,根据预处理后的所述相对扭转角,确定后悬置下支架在车架低频扭转工况下的第三全场时域应力和第三应变幅;根据所述第一全场时域应力、所述第一应变幅、所述第二全场时域应力、所述第二应变幅、所述第三全场时域应力以及所述第三应变幅,分析后悬置下支架的疲劳寿命。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于实际车速、预设车速以及所述车辆在所述测试路段行驶的预设次数,对所述相对扭转角、所述轴向位移、所述悬置上支架三方向加速度以及所述悬置下支架三方向加速度,分别进行预处理,包括:基于所述预设车速和所述预设次数,计算车辆每次在所述测试路段行驶时,所述相对扭转角、所述轴向位移、所述悬置上支架三方向加速度以及所述悬置下支架三方向加速度的总伪损伤;将所有总伪损伤的中位数确定为目标总伪损伤,并将所述目标总伪损伤对应的相对扭转角、轴向位移、悬置上支架三方向加速度以及悬置下支架三方向加速度,确定为目标载荷谱信号;判断所述目标载荷谱信号对应的实际车速与所述预设车速间的差值是否在预设车速范围内,若所述差值不在所述预设车速范围内,则返回获取车辆在测试路段行驶时第一主横梁和第二主横梁间的相对扭转角、以及弹簧减振器的轴向位移,并基于整车坐标系,获取车辆在所述测试路段行驶时的悬置上支架三方向加速度和悬置下支架三方向加速度的步骤并继续执行,直至确定的目标载荷谱信号对应的实际车速与所述预设车速间的差值在预设车速范围内;若所述差值在所述预设车速范围内,则判断所述目标载荷谱信号包含的每种参数是否处于相应的第一数据范围内,若存在不处于相应第一数据范围内的参数,则删除不处于相应第一数据范围内的参数;若所述目标载荷谱信号包含的每种参数均处于相应的第一数据范围内,则判断所述目标载荷谱信号包含的每种参数是否处于相应的第二数据范围内,若存在不处于相应第二数
据范围内的参数,则发出报警信号,所述报警信号用于指示测量相应参数的传感器出现故障、或者所述车辆出现故障,其中,第二数据范围的上限小于第一数据范围的下限。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于驾驶室和悬置系统的多体动力学模型、以及后悬置下支架的有限元模型,根据第一预设驱动、以及预处理后的轴向位移、悬置上支架三方向加速度、悬置下支架三方向加速度,确定后悬置下支架在驾驶室惯性载荷工况下的第一全场时域应力和第一应变幅,包括:根据预设的起始频率和终止频率,对预处理后的轴向位移、悬置上支架三方向加速度以及悬置下支架三方向加速度进行筛选,获得目标信号;根据所述起始频率和预设的边界频率确定白噪声,并根据所述边界频率和所述终止频率确定粉红噪声,所述边界频率大于所述起始频率且小于所述终止频率,所述白噪声为能量不随频率发生变化的信号,所述粉红噪声为能量随频率发生指数变化的信号;将所述白噪声和所述粉红噪声输入所述多体动力学模型,得到频率响应函数;基于所述起始频率和所述终止频率,根据所述第一预设驱动,判断所述频率响应函数的相干是否大于预设相干值;若所述频率响应函数的相干大于所述预设相干值,则将所述目标信号输入频率响应函数的反函数,得到第一驱动信号;基于所述多体动力学模型和所述有限元模型,根据所述第一驱动信号和预设权重值,确定所述第一全场时域应力和所述第一应变幅。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于所述起始频率和所述终止频率,根据所述目标信号和所述第一预设驱动,判断所述频率响应函数的相干是否大于预设相干值之后,还包括:若所述频率响应函数的相干不大于所述预设相干值,则调整白噪声的标准差、所述边界频率以及粉红噪声的曲线指数,并基于调整后的参数,返回将所述白噪声和所述粉红噪声输入所述多体动力学模型,得到频率响应函数的步骤并继续执行。5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于所述多体动力学模型和所述有限元模型,根据所述第一驱动信号和预设权重值,确定所述第一全场时域应力和所述第一应变幅,包括:将所述第一驱动信号输入所述多体动力学模型,得到响应信号,所述响应信号包括悬置上支架响应三方向加速度、悬置下支架响应三方向加速度以及响应轴向位移;根据所述预设权重值,分别对所述目标信号中包含的每种参数分配权重,以得到加权目标信号,并分别对所述响应信号中包含的每种参数分配权重,以得到加权响应信号;判断加权目标信号的第一均方根值和加权响应信号的第二均方根值间的均方根差值,是否小于第一均方根值的预设比例值;若所述均方根差值小于所述预设比例值,且加权目标信号中的悬置下支架加权目标三方向加速度的相对损伤和加权响应信号中的悬置下支架加权响应三方向加速度的相对损伤均在预设损伤范围内,则基于所述多体动力学模型和所述有限元模型,根据所述第一驱动信号,确定所述第一全场时域应力和所述第一应变幅。6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述基于所述多体动力学模型和所述有限元模型,根据所述第一驱动信号,确定所述第一全场时域应力和所述第一应变幅,包括:
利用所述第一驱动信号驱动所述多体动力学模型,得到后悬置下支架的时间历程载荷;在所述有限元模型的多个预设点位处输入单位载荷,得到所述单位载荷对应的第一单位应力;基于所述时间历程载荷和所述单位载荷间的比例关系,根据所述第一单位应力,确定所述时间历程载荷对应的第一全场时域应力和第一应变幅。7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述判断加权目标信号的第一均方根值和加权响应信号的第二均方根值间的均方根差值,是否小于第一均方根值的预设比例值之后,还包括:若所述均方根差值不小于所述预设比例值、悬置下支架加权目标三方向加速度的相对损伤不在预设损伤范围内、或者悬置下支架加权响应三方向加速度的相对损伤不在预设损伤范围内,则将所述均方根差值,输入所述频率响应函数的反函数,得到驱动差值;根据所述驱动差值对所述第一驱动信号进行调整,并基于调整后的第一驱动信号,返回将所述第一驱动信号输入所述多体动力学模型,得到响应信号的步骤并继续执行。8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述后悬置下支架的有限元模型和后悬置下支架的多体动力学模型,根据第二预设驱动,确定后悬置下支架在振动工况和共振响应下的第二全场时域应力和第二应变幅,包括:将所述第二预设驱动输入所述多体动力学模型,得到模态参与因子;基于所述有限元模型,进行模态计算,得到第二单位应力;根据所述第二单位应力和所述模态参与因子,确定所述第二全场时域应力和所述第二应变幅。9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于车架有限元模型,根据预处理后的所述相对扭转角,确定后悬置下支架在车架低频扭转工况下的第三全场时域应力和第三应变幅,包括:在车架有限元模型的第二主横梁的中心位置处施加单位角位移,得到第三单位应力;基于所述单位角位移和预处理后的相对扭转角间的比例关系,根据所述第三单位应力,确定所述第三全场时域应力和所述第三应变幅。10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一全场时域应力、所述第一应变幅、所述第二全场时域应力、所述第二应变幅、所述第三全场时域应力以及所述第三应变幅,分析后悬置下支架的疲劳寿命,包括:根据所述第一全场时域应力、所述第二全场时域应力以及所述第三全场时域应力,确定临界平面;将所述第一全场时域应力、所述第二全场时域应力、所述第三全场时域应力、所述第一应变幅、所述第二应变幅以及所述第三应变幅,映射至所述临界平面;在所述临界平面内,基于雨流投影,根据所述第一全场时域应力、所述第二全场时域应力以及所述第三全场时域应力,得到目标时域应力,并根据所述第一应变幅、所述第二应变幅以及所述第三应变幅得到目标应变幅;根据所述目标时域应力、所述目标应变幅以及后悬置下支架的应变寿命曲线,确定车辆在所述测试路段中行驶一次时,所述后悬置下支架在不同路况下的单循环损伤,所述应
变寿命曲线包括基本材料应变寿命曲线和焊接材料应变寿命曲线;根据所述不同路况下的单循环损伤、每种路况对应的行驶次数,计算后悬置下支架的总损伤,并根据所述总损伤和测试路段的长度,确定后悬置下支架的疲劳寿命。11.一种后悬置下支架疲劳寿命分析装置,其特征在于,所述装置包括:获取模块,用于获取车辆在测试路段行驶时第一主横梁和第二主横梁间的相对扭转角、以及弹簧减振器的轴向位移,并基于整车坐标系,获取车辆在所述测试路段行驶时的悬置上支架三方向加速度和悬置下支架三方向加速度,所述悬置上支架和所述悬置下支架通过弹簧进行连接,所述悬置上支架的上端与驾驶室连接,所述悬置下支架的下端与车架连接,所述第一主横梁和所述第二主横梁为所述驾驶室正下方的两根车架主横梁,所述第二主横梁靠近车身;预处理模块,用于基于实际车速、预设车速以及所述车辆在所述测试路段行驶的预设次数,对所述相对扭转角、所述轴向位移、所述悬置上支架三方向加速度以及所述悬置下支架三方向加速度,分别进行预处理;第一确定模块,用于基于驾驶室和悬置系统的多体动力学模型、以及后悬置下支架的有限元模型,根据第一预设驱动、以及预处理后的轴向位移、悬置上支架三方向加速度、悬置下支架三方向加速度,确定后悬置下支架在驾驶室惯性载荷工况下的第一全场时域应力和第一应变幅;第二确定模块,用于基于所述后悬置下支架的有限元模型和后悬置下支架的多体动力学模型,根据第二预设驱动,确定后悬置下支架在振动工况和共振响应下的第二全场时域应力和第二应变幅;第三确定模块,用于基于车架有限元模型,根据预处理后的所述相对扭转角,确定后悬置下支架在车架低频扭转工况下的第三全场时域应力和第三应变幅;分析模块,用于根据所述第一全场时域应力、所述第一应变幅、所述第二全场时域应力、所述第二应变幅、所述第三全场时域应力以及所述第三应变幅,分析后悬置下支架的疲劳寿命。12.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。13.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。14.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
技术总结
本申请涉及一种后悬置下支架疲劳寿命分析方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。所述方法包括:首先获取第一主横梁和第二主横梁间的相对扭转角、弹簧减振器的轴向位移、悬置上支架三方向加速度以及悬置下支架三方向加速度,接着对获取的数据进行预处理,然后分别获取后悬置下支架在驾驶室惯性载荷工况下的第一全场时域应力和第一应变幅、后悬置下支架在振动工况和共振响应下的第二全场时域应力和第二应变幅、以及后悬置下支架在车架低频扭转工况下的第三全场时域应力和第三应变幅,并根据获取的应力和应变幅分析后悬置下支架的疲劳寿命。本申请提供的方法,能够准确评价后悬置下支架的实际疲劳寿命。确评价后悬置下支架的实际疲劳寿命。确评价后悬置下支架的实际疲劳寿命。
技术研发人员:闫鑫 徐中皓 程雨婷 崔耀宇 翟云龙 裴咏红 孙佳美
受保护的技术使用者:一汽解放汽车有限公司
技术研发日:2023.03.27
技术公布日:2023/9/22
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