国　防　科　技　大　学　学　报　　

第29卷第4期　　　　　　JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGY　　　　

文章编号:1001-2486(2007)04-0121-05Vol.29No.42007

基于整车虚拟道路行驶试验的车辆零部件疲劳分析

孙宏祝,陈　循,梁科山,丛　楠

(国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南长沙　410073)Ξ

摘　要:针对现有车辆零部件精确疲劳分析依赖成本高昂的实车试验的问题,提出了一种利用整车虚拟

样机仿真分析零部件疲劳寿命的方法。该方法通过在ADAMSΠCAR行行驶试验,利用多体系统动力学基于模态坐标的求解特点,件疲劳寿命分析的载荷历程。,件的预测疲劳寿命、,程中的有效试验手段。

关键词:;;;;虚拟样机

1319文献标识码:A+

FatigueAnalysisforAutoPartsBasedontheVehicleVirtual

RoadTesting

SUNHong2zhu,CHENXun,LIANGKe2shan,CongNan

(CollegeofMechatronicsEngineeringandAutomation,NationUniv.ofDefenseTechnology,Changsha410073,China)

Abstract:Basedonthevehiclevirtualprototypesimulation,anewmethodforautopartsfatigueanalysisispresentedtoavoidtherealvehicletests.Inconsiderationofthemodalstressrecovery(MSR),themethodcanaccuratelysolvetheflexiblemulti2bodysystemdynamicsunderthemodalcoordinate.ByusingMSR,theloadingspectraofautopartscanbeacquiredafterthevirtualprototype’sroadtests.Thenthefatiguetestofthepartscanbeconductedwiththeloadingspectra.Thistestmethodwasappliedtoalowercontrolarm(LCA)ofacar’sfrontindependentsuspension.Theresultindicatesthatthisvirtualfatiguetestmethodisaneffectivemeansforautodesignandtest.

Keywords:autoparts;virtualroad;modalstressrecovery;fatiguelife;virtualprotocol

对汽车零部件进行疲劳寿命试验是保证汽车安全质量的关键环节。目前,针对车辆零部件的可靠性疲劳耐久试验主要在中小型室内振动台架上完成。这种台架试验要想取得成功,就不得不依赖于实车道路行驶试验去准确地获取该零件在整车真实路面行驶时所受到的载荷历程。由于实车试验成本较高,往往无法大量进行,而有限次的实车试验无法满足任意零部件疲劳试验对载荷历程的需求。特别是当车辆处于设计阶段没有物理样车的情况下,如何快捷准确地预知车辆零部件的疲劳寿命就成为了

[2]困扰工程人员的一个难题。[1]

1　整车虚拟道路行驶试验

1.1　整车虚拟样机及其动力学求解

车辆是一个由上万个零部件组成的复杂系统,在建立整车的虚拟样机时必须对其进行适当的简化。简化后的模型是一个多体系统动力学模型,模型在省略了一切不影响多体动力学求解、与后续疲劳分析无关的结构和零部件的同时,最大程度地保留了零部件间的联结关系和运动形式。

在建模时,考虑到不同种类车辆之间结构的相似性,可将整车系统分解为若干个子系统,分开建模,Ξ收稿日期:2007-03-01

基金项目:国家部委资助项目(203020102)

),男,博士生。作者简介:孙宏祝(1967—