载荷等效与虚拟试验--同济大学

1、载荷等效与虚拟试验载荷等效与虚拟试验同济大学 周鋐载荷等效同济大学 汽车学院32022-5-2主要内容主要内容n载荷等效应用n道路谱采集n载荷等效分析计算同济大学 汽车学院42022-5-2n用户道路与试车场道路载荷关系确定基于雨流矩阵基于MRS基于FDSn零部件试验加载载谱确定单级加载试验多级加载试验加速试验载荷等效应用同济大学 汽车学院52022-5-2主要内容主要内容n载荷等效应用n道路谱采集n载荷等效分析计算车辆六分力传感器道路谱采集6应变片、应变花布置道路谱采集7 蛇形卵石路石块路沙石路共振路I搓板路共振路III共振路II道路谱采集试车场道路谱采集试车场道路谱采集道路谱采集9用户道路

2、谱采集10道路谱采集同济大学 汽车学院112022-5-2主要内容主要内容n载荷等效应用n道路谱采集n载荷等效分析计算n试车场信号识别与分段n各路段载荷谱雨流计数统计试车场道路载荷谱雨流矩阵12编号编号路段路段编号编号路段路段编号编号路段路段1比利时路10坑洼路A19石块路2长波路11坑洼路B20砂石路3车身扭曲路12共振路II21搓板路4平滑石块路13住宅进口路22共振路II制动 5蛇形卵石路14路面接缝路23制动路工况6限速路障15共振路I24高速环路7井盖路16路缘冲击路25转向8字+倒车8共振路III17大拱路26坡道工况9铁路交叉路18砾石路n目标用户道路确定（总里程、各组成路段比例

3、）n对实际用户道路采集得到的时域信号进行雨流计数，得到其对应的雨流矩阵n根据实际目标用户道路的里程数进行雨流矩阵的推广13推广目标用户道路载荷谱雨流矩阵目标用户道路与试车场载荷等效计算14基于雨流矩阵的载荷等效12lg2005ncurvebeianskewEkmaaaRain FlowMatrixRain FlowMatrixRain FlowMatrixRain FlowMatrix道路组合道路组合目标用户道路（200000km）与各试车场路段的组合关系表目标用户道路与试车场载荷等效结果15路段路段权重系数权重系数坑洼路坑洼路A权重系数权重系数路段路段权重系数权重系数比利时路0坑洼路B0石块

4、路0长波路265共振路II0砂石路3878车身扭曲路0住宅进口路0搓板路0平滑石块路0路面接缝路0共振路II 制动1468蛇形卵石路3共振路I0制动路工况129限速路障0路缘冲击路0高速环路5490井盖路0大拱路0转向8字+倒车197共振路III0砾石路0坡道工况1铁路交叉路0坑洼路A3888左、右前轮六分力各通道损伤值的比值图16目标用户道路与试车场载荷等效结果虚拟试验技术同济大学 汽车学院182022-5-2主要内容主要内容n背景n国内外研究情况n虚拟试验台开发流程n虚拟试验台应用实例同济大学 汽车学院192022-5-2背景背景汽车耐久性试验汽车耐久性试验：n用户实际道路试验n试车场道路

5、试验n室内道路模拟试验n虚拟试验同济大学 汽车学院202022-5-2背景背景传统传统CAE仿真缺点仿真缺点： n分析对象只是单个零部件n进行有限寿命设计时需要使用真实载荷n由于载荷的不确定性边界条件难以正确处理n不合理的加载可能导致试件漂移或翻转n难以用样机试验结果来评价n难以进行载荷预测n不能满足虚拟耐久性试验的精度要求同济大学 汽车学院212022-5-2背景背景虚拟试验的优点虚拟试验的优点： n虚拟试验能够在设计初期对设计进行验证n虚拟台架试验速度快、成本低、五危险n虚拟台架能够提供更好地约束和载荷边界条件n虚拟试验台可以指导优化物理样机试验n虚拟台架试验的结果能够容易用样机试验验证n

6、可以方便地对极限工况进行仿真分析n对虚拟样车进行迭代（TWR时域波形再现）n在生产样车之前对新车型进行载荷预测同济大学 汽车学院222022-5-2主要内容主要内容n背景n国内外研究情况n虚拟试验台开发流程n虚拟试验台应用实例同济大学 汽车学院232022-5-2虚拟试验技术的应用虚拟试验技术的应用：MTS公司的虚拟试验室系统（公司的虚拟试验室系统（ VTL ）同济大学 汽车学院242022-5-2虚拟试验技术的应用虚拟试验技术的应用：底盘关键零部件与车身的底盘关键零部件与车身的耐久性虚拟试验耐久性虚拟试验同济大学 汽车学院252022-5-2虚拟试验技术的应用虚拟试验技术的应用：Benz汽车

7、公司汽车公司同济大学 汽车学院262022-5-2虚拟试验技术的应用虚拟试验技术的应用：LMS&BMWLMS&Audi同济大学 汽车学院272022-5-2虚拟试验技术的应用虚拟试验技术的应用：Moog公司公司同济大学 汽车学院282022-5-2虚拟试验技术的应用虚拟试验技术的应用：DAF公司公司同济大学 汽车学院292022-5-2主要内容主要内容n背景n国内外研究情况n虚拟试验台开发流程n虚拟试验台应用实例同济大学 汽车学院302022-5-2虚拟试验台开发流程虚拟试验台开发流程1 1、建立虚拟试验台机械部分的多体系统动力学模型、建立虚拟试验台机械部分的多体系统动力学模型2 2、建立虚拟

8、试验台的液压部分仿真模型、建立虚拟试验台的液压部分仿真模型3 3、基于时域波形再现技术的控制算法研究、基于时域波形再现技术的控制算法研究4 4、通过联合仿真实现完全数字化虚拟试验台、通过联合仿真实现完全数字化虚拟试验台 同济大学 汽车学院312022-5-21、虚拟试验台机械部分、虚拟试验台机械部分在LMS Virtual.Lab Motion中建立试验台的多体动力学模型四通道整车耐久试验台车桥试验台同济大学 汽车学院322022-5-22、虚拟试验台的液压系统、虚拟试验台的液压系统n在LMS AMESim环境中建立试验台的液压系统模型n合理选取液压系统中各元件的特性参数 n液压系统动态性能验

9、证同济大学 汽车学院332022-5-22、虚拟试验台的液压系统、虚拟试验台的液压系统四通道试验台各油缸动态性能比较四通道试验台各油缸动态性能比较同济大学 汽车学院342022-5-23、虚拟试验台的控制算法、虚拟试验台的控制算法系统辨识系统辨识目标信号迭代目标信号迭代同济大学 汽车学院352022-5-24、联合仿真、联合仿真AMESim与Virtual.Lab Motion联合仿真电液系统模型电液系统模型机构动力学模型机构动力学模型同济大学 汽车学院362022-5-24、联合仿真、联合仿真虚拟试验台联合仿真同济大学 汽车学院372022-5-2主要内容主要内容n背景n国内外研究情况n虚拟试验台开发流程n虚拟试验台应用实例同济大学 汽车学院382022-5-2四通道整车耐久性虚拟试验台四通道整车耐