车辆台架道路模拟疲劳试验研究

慧聪工程机械网 2004-06-11 16:28 来源：网络

采用室内台架道路模拟试验的方法，精确地控制工作台面的位移、速度和加速度，在室内再现车辆在实际行驶中所遇到的各种复杂工况，研究其在随机振动环境中的振动状态和疲劳损坏原因，精确检测车辆各部分的状况。快速准

采用室内台架道路模拟试验的方法，精确地控制工作台面的位移、速度和加速度，在室内再现车辆在实际行驶中所遇到的各种复杂工况，研究其在随机振动环境中的振动状态和疲劳损坏原因，精确检测车辆各部分的状况。快速准确地对车辆整车及其零部件性能进行评估。

１试验基础

室内台架疲劳试验的目的就是在可能短的时间里确定所要求长的耐久寿命，并能同步监视整车及各部件的工作状况，快速准确地对汽车整车及其零部件性能进行评估，及时提出合理有效的改进措施，缩短产品开发和技术改进的周期。

车辆道路模拟试验由四通道的电液伺服振动台和一套道路模拟控制系统组成。道路模拟控制系统输出信号控制振动台，在试验室内重现被试车辆在道路上行驶时的各种路况。

采用车辆在试车场实际道路行驶时所采集的各测点的响应谱（以下称为原始加速度信号）作为原始参考信号。本文采用ＩＥＶＣ０客车作为研究对象，该车为两桥车辆，原始加速度信号采集点为四轮轴正上方铅垂方向上的四个点。

四测点响应谱即四通道原始加速度信号如图１所示。

２原始加速度信号预处理

在保证实际路况对车辆的疲劳贡献的基础上，为了缩短室内台架试验的时间，试验中采用了控制与分析试验软件Ｌａｂｓｉｔｅ对原始加速度信号进行疲劳编辑即加速处理，应用疲劳损伤等效原理，通过计算机准确的计算，进行频域分析过滤和时间关联编辑，删除时域输入信号中的无损伤部分，从而加速试验。经过加速后的信号与原信号相比，所产生的疲劳部份损伤基本一致，并且所产生的损伤分布基本一致。这就保证了疲劳编辑的合理性。加速处理后台架试验的时间通常可以缩短５—２０倍。其中一个通道经处理前后的加速度信号对比图如图２所示。

３室内台架疲劳试验

３．１试验原理

试验时，将车辆的四个轮胎用轮盘固定器固定于四个作动器上。室内台架疲劳试验时，以位移控制的方式作为作动器的激励信号。在原始加速度信号各采集测点处安放加速度传感器，分别把各测点的反馈加速度信号反馈到控制中心作为对应每个作动器控制的参考，试验台架系统迭代识别后，只要再现了每个加速度时间历程（原始加速度信号经编辑处理后的信号），就等效于车辆在试验场进行的路试。

室内台架疲劳试验测控系统是一套软、硬件配合组成的计算机测控系统。室内台架疲劳试验测控系统原理图如图３所示。

３．２试验台架系统的识别与迭代

为了真实地再现车辆行驶时的振动状况，试验时采用了Ｌａｂｓｉｔｅ的ＩＴＦＣ（ＩｔｅｒａｔｉｖｅＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）技术，通过对试验系统的识别、迭代、补偿等，使得在各测点产生的反馈信号与在实际道路中采集的相应测点处的信号（经加速处理后）相一致。ＩＴＦＣ过程如图４所示。

室内台架模拟试验中同一测点产生的加速度信号与目标（期望）信号即实际道路采集（经处理过）的信号分别如图４所示。