多轴重型特种车耐久性虚拟试验方法研究

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1、2017年第4期导弹与航天运载技术No.42017总第354期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.354文章编号：1004-7182(2017)04-0085-05DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20170420多轴重型特种车耐久性虚拟试验方法研究张永阔，吕永志，王玺（北京航天发射技术研究所，北京，100076）摘要：车辆耐久性是车辆产品主要性能指标之一，如何对车辆产品进行耐久性试验验证，并提升其耐久性，是当今车辆技术中的研究热点。基于实测道路谱建立三维

2、数字化虚拟跑车试验场，以某多轴重型特种车为研究对象，建立整车刚柔耦合动力学模型，通过整车虚拟跑车试验获取零部件动态响应，利用典型路况的动应力数据，对三桥上横臂进行疲劳寿命分析。研究结果表明，耐久性虚拟试验方法可行。关键词：特种车；车辆耐久性；虚拟试验；道路谱中图分类号：U467文献标识码：AStudyonVirtualDurabilityTestMethodofMulti-axisHeavy-dutySpecialVehicleZhangYong-kuo,LyuYong-zhi,WangXi（Beiji

3、ngInstituteofSpaceLaunchTechnology,Beijing,100076）Abstract:Inthispaper,a3Ddigitalvirtualvehicletestgroundisconstructedbasedonthemeasuredroadspectrums.Takingthemulti-axisheavy-dutyspecialvehicleastheresearchobject,arigid-flexiblecouplingdynamicsmodelofthe

4、vehicleissetup.Thecomponentdynamicresponseisobtainedthroughthewholevehicle-runningvirtualtest.Thefatiguelifeoftheupcontrolarmofthethirdaxlesisanalyzedbasedondynamicstressofthetypicalroadconditions.Theresultsshowthatthevirtualdurabilitytestmethodisfeasibl

5、e.Keywords:Specialvehicle;Vehicledurability;Virtualtest;Roadspectrum0引言往需要经历严酷的振动与冲击环境，易造成其关键部车辆耐久性是车辆产品主要性能指标之一，如何位或薄弱环节损伤失效。目前制约多轴重型特种车辆对车辆产品进行耐久性试验验证，并提升其耐久性，耐久性研究的主要问题有：实物试验成本高、试验信是当今车辆技术中的研究热点。车辆耐久性试验分为息少、试验等效性不清、滞后于研制流程等。因此采试验场外场试验、室内道路模拟试验和虚拟试验等。用

6、虚拟试验方法研究多轴重型特种车关键部件的疲劳其中外场试验和道路模拟试验均属于实物试验，需要耐久性，对于加快研制进度、提高产品质量等具有重[1]在具备物理样机的条件才能进行。外场试验常常由于要意义。司机、环境和试验跑道导致结果离散性大；室内道路本文首先基于试验场道路实测位移谱，建立数字模拟试验与外场试验均存在试验周期长，试验成本高化虚拟跑车试验场；以某多轴重型特种车为研究对象，等特点。采用虚拟试验可以在产品设计阶段建立虚拟对模型进行拓扑分析和模型简化，建立整车刚柔耦合样机，针对产品投入使用后的各种工况进行

7、仿真，分动力学模型；以某桥上横臂为研究对象，采用虚拟试析薄弱环节，提前进行改进设计，可大大缩短产品研验方法研究其在碎石路下疲劳寿命。耐久性虚拟试验制周期，降低研制成本。流程如图1所示。多轴重型特种车机动运输为其主要使用剖面，往收稿日期：2017-01-17；修回日期：2017-06-28作者简介：张永阔（1993-），男，助理工程师，主要研究方向为车辆动力学仿真分析86导弹与航天运载技术2017年图1耐久性虚拟试验流程1道路谱采集及三维路面重构析。因此在构建三维路面前需要对原始采集数据去趋1.1道路谱数

8、据采集与处理势项及剔除奇异信号。道路谱采集系统以车为载体，由激光位移传感器、因此本文采用经验模态分解法进行道路路面测量加速度传感器、距离与车速传感器实现路形的测量，信号中的趋势项去除。采用文献[3]中修正3σ原则对由姿态传感器测量车辆姿态，以对路形计算进行补偿，采集数据中的奇异信号进行识别，可以有效识别完整辅助以GPS和路面视频子系统采集路面的辅助信息。的奇异信号，避免对个别真实信号的误判；同时采用激光位移传感器、加速度传感器和姿态位移传感