车辆可靠性道路模拟试验技术理论基础研究
车辆可靠性道路模拟试验技术理论基础研究
[摘要] 车辆的可靠性使衡量车辆性能的重要标准之一, 其试验方法也多种多样。本文介绍车辆可靠性道路模拟试验的几种方法及其有优缺点。着重介绍时间历程再现法可靠性道路模拟试验的原理。
[关键词] 车辆 可靠性试验 道路模拟
一、引言
车辆的可靠性是衡量车辆性能的重要标准之一。目前, 汽车可靠性试验可分为三大类, 即实际道路试验、车辆试验场试验和实验室试验。
实验室试验(即道路模拟试验) 是在电液伺服技术发展进步的基础上发展形成的一种既可对整车, 又可以对车辆零部件进行可靠性验证的一种试验手段。它可以应用疲劳编辑技术, 在整车试验场试验的基础上进一步缩短试验时间, 降低试验成本。由于试验是在室内进行, 受环境因素影响较小, 加强了试验的可重复性。特别对于军用车辆的研制、试验而言, 室内试验具有更好的保密性。因此, 该种方法已较广泛的应用到车辆的整车及零部件的可靠性试验当中, 成为一种最为常用的可靠性验证方法。并且, 随着实验室试验的推广应用, 其试验理论与方法也随之得到发展和完善。目前, 已经形成了一套规范化了的试验程序与标准, 用以对各种实验室内道路模拟试验进行指导和规范, 这更为实验室试验的进一步发展奠定了坚实的基础。
二、可靠性道路模拟试验的理论基础
基于功率谱的频域模拟是以相同功率谱的激励引起相同损伤假设和载荷为各态经历平稳随机过程假说为基础, 在试验台架上施加随机载荷。所施加的随机载荷的功率谱与真实工作载荷的功率谱相同。这种方法在可靠性道路模拟试验兴起的初期被广泛应用。
由于车辆零部件的疲劳损坏强烈依赖于所经历载荷历程的幅值, 因而基于各种分类技术方法编制载荷谱, 进行幅值域模拟的试验方法就得到了广泛的应用, 即基于计数统计的幅值域模拟。按照载荷计数时计数方法所不同, 可以单参数和双参数计数两大类。国际上普遍采用的多级法(也称程序块加载法) 就是在幅值域进行模拟的方法。单参数计数法包括峰值计数法、跨越峰值计数法、穿级计数法、变程计数法等。以这种计数方法得到频次直方图以后, 就可以编制载荷谱, 得到程序块载荷。这时通常将载荷分为8级, 设最大载荷为1, 则其他各级载荷依次为0.95、0.85、0.725、0.575、0.425、0.275.0.125。为了消除高低载荷次序的影响, 通常将程序块安排得高低交错, 并减小每块的容量。这种单参计数方法的缺点, 是没有计及应力均值的影响, 没有考虑到应力与应变的真实关系。为了解决这些问题, 发展出了双参数计数法, 如峰-谷计数法和雨流计数法。其中雨流计数法是根据所研究的应力-应变行为进行计数, 是国内外普遍认为比较符合疲劳损伤规律的一