基于道路模拟的摩托车车架疲劳寿命分析.pdf

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1、·机械研究与应用·2014年第4期(第27卷，总第132期)应用与试验基于道路模拟的摩托车车架疲劳寿命分析杨平，毛星子(1．重庆．7-商职业学院汽车工程系，重庆401520；2．重庆交通科研设计院，重庆400067)摘要：以实测的载荷谱为基础，运用有限元分析软件和道路模拟试验技术建立了某摩托车车架的仿真模翌。利用名义应力法对车架进行了疲劳寿命预估。将疲劳寿命的仿真结果与试验值进行对比，发现两者具有高度的，一致性，从而证明基于道路模拟的疲劳寿命仿真试验可以实现对关键零部件疲劳寿命的有效预估。关键词：载荷谱；有限元；道路模拟；疲劳寿命中图分类号：U483文献标志码：A文章编号：1007

2、—4414(2014)04—0105—03VirtualTestofFatigueLifeforMotorcycleDurabilityBasedonRoadSimulationYANGPing．MA0Xing—zi(，．ChongqingTechnologyandBusinessCollege，AutomotiveDepartment，Chongqing401520，China；2．ChongqingCommunicationsResearchandDesignInstitute，Chongqing400067，China)Abstract：Atfirst．dynamicsimu

3、lationmodelofmotorcycleisbuiltthroughfiniteelementsoftwareandroadsimula：iontesttechnologybasedonloadspectrum．Thenfatiguelifeispredictedusingthenominalstressmethod．Atlast，comparedthefa—tiguelifeofsimulationwiththeexperimentalresult，wecanfindtheconsistencybetweenthem，whichcanprovethetfeetiveesti

4、matesforkeycomponentSfatiguelifeofvirtualsimulationtestbasedontherealvehicletestdata．Keywords：loadspectrum；finiteelement；roadsimulation；fatiguelifeO引言机、信号测量装置和液压伺服系统组成的道路模拟系随着汽车工业的发展，在对汽车轻量化、舒适性统再现汽车实际行驶工况的力和运动，为试验车提供设计的同时，对汽车的安全性和可靠性要求也越来越一个非常接近于实际行驶条件的可控制、可重复的振高，这就需要一种快速有效的疲劳分析和设计方法来动环境。笔者涉及

5、的道路模拟试验主要分为载荷谱缩短产品的设计周期，进而降低开发成本，提高市场数据的采集、数据编辑并确定期望响应信号、计算系竞争力【1-21。传统的试验场道路耐久性试验和室内统的传递函数、计算初始的驱动信号和模拟迭代和模台架试验耗时长，需花巨大的人力、物力。虚拟拟试验五个步骤。的耐久性仿真分析以其周期短、成本低等优点已成为(1)道路载荷谱的采集对影响乘坐舒适性较汽车开发设计的重要手段。但纯粹的虚拟仿真试验大的手把、坐垫、脚踏处和能直接反应道路谱状态的还处于经验探究阶段，其仿真过程不能得到实测试验前后轴布置了加速度传感器，前后轴的响应信号可以数据的支撑，计算结果不能得到可靠的验证。而基于

6、作为室内道路模拟的目标信号进行迭代；对受力较大实际道路载荷谱的摩托车车架仿真试验，既为车架模的薄弱点和应力集中处布置了应变片。型的验证提供依据，也为虚拟试验模型提供驱动信(2)数据的编辑对采集回来的时域信号进号，让仿真结果更具说服力。行了滤波、除均值和除偏置等处理，得到了室内模拟笔者首先通过试验场道路载荷谱的采集，得到了迭代的目标响应信号。车架关键部位的应变和加速度响应信号，其次通过道(3)计算传递函数将被测试的摩丰车置于道路模拟试验技术迭代出了基于实际载荷谱的驱动信路模拟试验机上，采用白噪声为输入，传感器采集的号，然后建立了车架的有限元模型，并结合试验数据实际响应为输出J，将输入

7、与输出的互功率谱比上验证了模型的准确性。最后运用道路模拟试验技术输入的自功率谱可得到传递函(．厂)。迭代得到的驱动信号和有限元模型，完成了车架的疲(4)模拟迭代选择模拟迭代的期响应信号劳寿命预估。即目标信号，用第一次初始驱动信号激振，同时回收1摩托车道路模拟试验期望响应点的驱动信号。将此信号与期望响应信号比较，取得驱动响应的误差函数，该函数与传递函数道路模拟(RPC)技术的基本工作原理是由计算收稿日期：2014—05—26基金项目：重庆市科技攻关项目(编号：2007A