基于Stewart平台的商用车保险杠疲劳仿真研究.pdf

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1、·2016中国汽车工程学会年会优秀论文(选登)．基于Stewart平台的商用车保险杠疲劳仿真研究闫鑫姜迪徐中皓李鼎(中国第一汽车股份有限公司技术中心，长春130025)【摘要】基于stewart平台原理建立了商用车保险杠总成疲劳仿真系统平台。以某试车场的道路载荷谱为目标信号进行了虚拟载荷迭代，获得了保险杠总成在实际耐久路面的疲劳载荷，进而对其进行了疲劳寿命预测。通过对比测量点的应变信号，在时域、频域及雨流域上达到较好对比结果．表明基于stewart平台的疲劳仿真方法具有较高的精度，能够为包括保险杠在内的商用车零部件系统进行疲劳寿命预测，在控制其耐久性能的同时大幅节约

2、研发时间。，主题词：商用车保险杠疲劳寿命预测虚拟载荷迭代中图分类号：u463．83文献标识码：A文章编号：1000—3703(2016)09一0022—05FatigueSimulationAnaIysisofCommercialVehicle’sBumperSystemBasedonStewartPlatformYanXin，JiangDi，XuZhonghao，LiDi“g(ChinaFAWCo．，LtdR&DCenter，Changchunl30025)【Abstract】Fatiguesimulationsystemplatfomofcommercialve

3、hiclebumperassemblywasbuiltbasedonthetheoryofStewanplatfbnn．Vinualloaditerationwasperfomedbyadaptingmadloadspectnlmofpmvinggroundasthetargets逅naltoobtainthefatigueloadofbumperassemblyonrealdurablemad，thustopredictitsfatigue“fe．Bycomparingstrainsignalsofthekeypoint，goodcomparativeresult

4、swereobtainedinthefimedomain，frequencydomainandrainnowdomain，indicating“1atthefatiguesimulationmethodbasedonStewartplatfIormhadhighprecision．Therefbrethecommercialvehiclecomponentsincludingbumpersystemcanbepredicledforitsfacigue“fesoastocontmjthedurabilitypeIfbmanceandshortendevelopmen

5、tcyclesigni矗cantly．Keywords：Commercialvehiclebumper，Fatiguelifeprediction，Virtualloadite阳tion1前言商用车保险杠系统在满足安全防护功能的同时还需要满足自身结构的疲劳耐久要求，因此汽车企业在投产前要对汽车保险杠总成进行强化路耐久测试。国内外学者对于保险杠的研究多集中于碰撞性能仿真，以及基于碰撞性能的结构优化分析和轻量化研究等方面，鲜有研究其结构疲劳强度方面的相关文献。虽然某汽车研发单位利用电磁振动台对保险杠总成进行扫频试验获得了共振频率，并对其进行共振疲劳测试以考察结构的疲劳耐

6、久性能，但这种方法容易使保险杠总成结构强度设计过剩，而且单自由度振动无法涵盖保险杠在随机路面振动时的多自由度激励耦合现象，对单自由度电磁振动台的仿真分析亦存在这样的问题，所以如何针对保险杠总成进行路面振动复现及其有限寿命设计，是进行一22一疲劳仿真分析的关键。Stewart平台是一种包含6个驱动分链的并行机构，具有工作空间小、刚性好及运动精度高等优点，被广泛应用于模拟承载件在自然条件下的多自由度运动状态。为此，本文利用Stewart平台特性，针对某重型商用载货车保险杠总成进行动力学仿真及结构疲劳性能分析。2疲劳载荷的获取对保险杠结构疲劳分析的关键是获取其疲劳载荷。由

7、于实际道路试验无法测得其疲劳载荷，因此需要利用可测得的保险杠总成数据(如加速度信号)作为目标信号，通过系统多体动力学模型作为传递函数，利用stewart平台逆向运动变换定义清晰唯一的优点”1反求施加在系统中的驱动量，同时由于系统的非线性因素影汽车技术·2016中国汽车工程学会年会优秀论文(选登)·响，还需要通过不断迭代使系统响应信号无限趋近于目标信号，达到使stewart平台位姿逆解的目的，即对保险杠总成进行路面振动复现。依此获得的驱动信号即可使系统的运动学与动力学状态与实际一致，提取出的疲劳载荷可作为后续疲劳分析的准确输入。2．1Stewart平台介绍如图1所