整车道路谱虚拟迭代载荷分解规范

Q/SZJ191001-2017整车道路谱虚拟迭代载荷分解规范SpecificationOfRLDAForVehicle20XX20XX-12-31实施20XX-11-27发布XXXX汽车工程技术有限公司发布Q/SZXX-X-2017Q/SZXX-X-2017目次TOC\o"1-1"\h\z\u前言 II1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 摘要 15 流程图 16 工具描述 17 建模和分析过程 28 假设和限制 129 载荷和边界条件 1210 结果 1211 性能要求 1212 分析要求 1213 参考文件 1214 联系人 1215 例子 12

前言本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由XX汽车工程技术有限公司提出。本标准由XX汽车工程技术有限公司归口。本标准起草部门：本标准主要起草人：本标准为首次发布。整车道路谱虚拟迭代载荷分解规范范围本标准规定了整车道路谱虚拟迭代载荷分解方法及结果处理方法。本标准适用于CAE部门整车道路谱虚拟迭代载荷分解。规范性引用文件无。术语和定义无。摘要道路谱载荷是疲劳分析的输入，本文将提供一个道路谱载荷分解规范，为动力学工程师提供道路谱试验数据处理和虚拟迭代载荷分解指导。流程图传感器布置传感器布置与标定道路谱试验采集试验数据处理整车虚拟迭代动力学模型建立以及调教整车传递函数校核虚拟迭代载荷提取及处理图1流程图工具描述仿真分析过程中需要用到的如下软件:前处理:Adams/car、Femfat.lab求解器:Adams/Solver后处理:Ncode、Femfat.lab建模和分析过程单位分析中所用单位制如下所示:力 牛顿质量千克长度 毫米时间秒内容载荷分解是进行CAE疲劳耐久分析的前期工作，只有在得到一定精度的接口点载荷后，才能进行底盘和车身的疲劳耐久分析工作，其整个工作流程可以主要分为以下几个主要部分：1、多体动力学建模2、多体动力学模型调整3、虚拟迭代模型建模4、试验数据处理5、虚拟迭代分析6、接口点载荷提取下面将逐一对每一部分进行逐一阐述：整车虚拟迭代动力学建模多体动力学建模是多体分析工程师的基础工作，已经进行过很多的基础训练和项目实践，这里不再赘述。图2整车模型动力学模型校核多体动力学模型是多体分析的基础输入，为满足虚拟迭代的要求，多体动力学模型需要经过对标和调整，主要有：1、悬架垂向刚度对标2、悬架侧倾刚度对标3、限位块间隙对标4、减震器阻尼曲线调整5、衬套刚度曲线调整6、零部件质量参数调整7、单轮轮荷参数调整8、整车质量参数调整试验数据虚拟迭代模型是在原有多体动力学模型的基础上修改而来的，其模型要满足虚拟迭代相关输入、输出及测量工作，其建模流程如下：1、建立需输出的接口点载荷通道request2、建立迭代目标信号通道request3、修改驱动台架参数4、整车模型装配5、整车模型验证路谱试验数据处理试验数据处理是进行虚拟迭代的基本准备工作，主要是对原始采集的信号进行适当的信号处理，以便满足迭代的要求，其主要流程如下：1、原始数据信号分段2、目标信号筛选3、数据信号滤波4、数据信号重采样5、数据信号首尾归零6、数据格式转换下面将逐一对每一部分进行逐一阐述：1.数据分段原始数据信号包含所有路段信号，需要根据不同路段对信号进行分段，并适当截取，以方便接下来的处理工作。2.数据筛选所测信号中下摆臂外球铰X、Y向受力、转向横拉杆轴向受力、减振器轴向受力以及弹簧位移是用于虚拟迭代求解轮心激励的必要参数，因此需进行数据通道选择，只保留以上十个数据通道（左右两侧）即可。此外，小幅值载荷对疲劳分析的影响较小，则小幅值区域数据即车辆静平衡阶段的数据可以剔除。3.数据滤波疲劳分析时不考虑高频成分的影响，对测量数据进行低通滤波，而测量数据有一定的偏移现象，通过高通滤波实现纠正试验数据的目的，因此采用0.1Hz~40Hz的带通滤波器对时域数据进行滤波。在进行虚拟迭代计算时，为防止在仿真开始时发生较大的阶跃，将时域信号始末点位置处的幅值置为零。对于一些脉冲试验工况，滤波后也可能会出现奇异点，此时还需对其剔除。对比该可靠性路面上滤波前后的测量信号，以右侧下摆臂球铰X方向受力为例。（1）时域信号在滤波前后的前5s和末5s内的数据变化较明显；（2）滤波后的频域信号40HZ以上的高频成分基本为0。图3时域对比图4频域对比4.数据重采样数据处理之前需对原始数据进行合理性判断，剔除奇异点。所谓奇异点是指与相邻两采样点变化趋势不同的点或与周围多个采样点变化趋势不同的点。疲劳分析时，只考虑小于40HZ的低频成分，为保证分析数据的光顺性，虚拟迭代计算中采样频率应大于等于5倍的疲劳分析频率，所以采样频率选择为256Hz。一般设定试验设备的采用频率为500Hz或更高，需进行重采样。原始信号通过重采样后数据得到重组，以下摆臂球铰X方向力为例，重采样前后对比如图所示。图5数据重采样5.虚拟迭代分析虚拟迭代是物理迭代的虚拟化，主要是通过反复调整输入信号来使响应信号与目标信号逼近，其主要流程如下：1、建立输入输出2、计算模型响应3、生成传递函数4、循环迭代、5、轮心激励输出下面将逐一对每一部分进行逐一阐述。建立输入输出打开虚拟迭代窗口打开Femfat-lab软件，点击工具栏里面的VI，如图6所示，即弹出虚拟迭代窗口，如图5.1.2所示。图6启动虚拟迭代窗口Setup（设置）eq\o\ac(○,1)选择求解器：如图2-2所示，点击，弹出Femfat-lab支持的求解器类型，如图7所示，Femfat-lab共支持3种求解器类型，分别为Adams、Simpack、Motionview。目前一般选择Adams（local）本地求解器；eq\o\ac(○,2)输入调用求解器命令，对于Adams2010版本，命令为mdadams2010acarru-solver；对于Adams2012版本，命令为adams2012_x64acarru-solver；eq\o\ac(○,3)选择用于计算的多体动力学模型。②①③②①③图7VI对话框①①图8选择求解器输入输出通道的选择eq\o\ac(○,1)点击，弹出输入输出通道定义对话框。eq\o\ac(○,2)输入通道的确定：在Channelsin窗口中填写输入通道的个数。虚拟迭代的输入通常包含16（制动工况18）个通道。a）行驶工况(16个通道)。1）4个纵向受力作用在轮毂处的轮心部位；2）4个横向受力作用在轮毂处的轮胎接地点部位；3）4个垂向位移作用在轮毂处的轮心部位；4）4个转向扭矩作用在轮毂处的轮心部位。b）制动工况(18个通道)。1）2个纵向受力作用在前悬挂轮毂处的轮胎接地点部位；2）2个纵向受力作用在后悬挂轮毂处的轮心部位；3）2个刹车扭矩作用在后悬挂轮毂处的轮心部位；4）4个横向受力作用在轮毂处的轮胎接地点部位；5）4个垂向位移作用在轮毂处的轮心部位；6）4个转向扭矩作用在轮毂处的轮心部位。图9行驶工况的输入通道图10制动工况的输入通道eq\o\ac(○,3)输出通道的确定：在Channelsout窗口中填写输出通道的个数。虚拟迭代的输出通道根据道路试验时测量的通道进行确定，在该框中填写输出通道的数目。一般情况下需要包括以下通道：1）前后悬架四个弹簧位移；2）四个车轮的轮心三方向加速度；3）减振器上点Z向加速度；4）减振器杆轴向受力；5）摆臂球铰X向和Y向受力；6）转向横拉杆轴向受力；7）横向稳定杆扭矩。eq\o\ac(○,4)输入通道通过adm文件中splineID进行定义，即找到输入通道的spline曲线在adm文件中的ID号，在该对话框中选择对应的ID号即可。输出通道通过adm文件中RequestID进行定义，即找到输出通道的Request在adm文件中的ID号，在该对话框中选择对应的ID号即可。=7\*GB3⑦=6\*GB3⑥⑤④=9\*GB3⑨=8\*GB3⑧②=7\*GB3⑦=6\*GB3⑥⑤④=9\*GB3⑨=8\*GB3⑧②③①图11输入输出通道对话框eq\o\ac(○,5)Channeldescription通道定义，对该通道代表的意义进行描述，如Fx_frle代表左前轮心X方向受力。⑤⑤eq\o\ac(○,6)⑤⑤⑤⑤⑤⑤⑤dyn.range+/-动态范围，即该通道预计能达到的最大值。⑤⑤⑤⑤⑤⑤⑤eq\o\ac(○,7)Unit单位。eq\o\ac(○,8)Sampingrate，采样频率，一般选择256；eq\o\ac(○,9)FFT-Blocksize，一般选择1024.计算模型响应eq\o\ac(○,1)点击，打开白噪声生成对话框，如图所示。eq\o\ac(○,2)NumberofBlocks，可以点击Proposal，生成软件推荐值，也可以手动输入大小，该值越大，仿真时间会越长，但生成的传递函数会更精确，使迭代结果更容易收敛。eq\o\ac(○,3)DriveorSequentialDrive：整体驱动和按次序驱动。选择Drive时，所有输入通道信号同时驱动模型，选择SequentialDrive时，输入通道信号单个依次进行驱动模型。eq\o\ac(○,4)信号类型及频率设置：力和扭矩信号通道是一个1/f形状特征的噪声信号，位移为一个1/f2的形状特征的噪声信号，两种信号都最高到40Hz。eq\o\ac(○,5)振幅的设定：a)对于纵向和横向的受力一般设为0.5kN；b)对于垂向的位移一般设为20mm；c)对于扭矩一般设为0.1kNm。eq\o\ac(○,6)上述设置完成后，点击Createnoise，生成白噪声信号；eq\o\ac(○,7)点击SIMULATE，由白噪声信号驱动模型进行仿真运算，得到响应信号。=7\*GB3⑦⑤④=6\*GB3⑥③②=7\*GB3⑦⑤④=6\*GB3⑥③②①图12计算模型响应生成传递函数eq\o\ac(○,1)点击，打开生成传递函数对话框，如图所示。上面的仿真完成后，生成的白噪声驱动信号和响应信号，他们分别会自动出现在Drive和Response对话框里。eq\o\ac(○,2)点击SelectDrive-channels，选择迭代过程中参与驱动的信号；点击SelectResponse-channels，选择迭代过程中参与迭代的响应信号，未选中的响应信号则不参与迭代计算，只作为迭代结果的一个监测信号。eq\o\ac(○,3)信号频率的选择，一般情况下选择0-40Hz左右有用信号，40-128Hz作为无用信号。④②eq\o\ac(○,4)点击CreateInverse，生成传递函数。④②①④③②①④③②图13生成传递函数循环迭代eq\o\ac(○,1)点击，打开虚拟迭代对话框，如图13所示。eq\o\ac(○,2)在StartIteration对话框中，输入起始迭代次数，首次迭代都是从0开始，如果非首次迭代，可以从前次迭代结果上进行迭代。eq\o\ac(○,3)No.ofIteration对话框中，输入需要迭代的次数，如需要10次迭代，则输入10。eq\o\ac(○,4)TendMonitoring是对迭代结果趋势进行监控，可以选择Damage损伤值作为监控信号，也可以选择RMS均方根值作为监控信号，或者选择NoMonitoring不进行监控。eq\o\ac(○,5)ReportinExcel如果勾选，则将迭代结果自动输出到Excel表格中并保存。eq\o\ac(○,6)input输入信号。Expanded该对话框中，当前面传递函数生成后，会自动有.EXP文件生成；Desired对话框中，选择试验中测量得到的内部响应信号（注：该信号是通过数据处理后的信号）。eq\o\ac(○,7)Gainfactors增量因数，可通过点击DefineDrivegain和DefineResponseGain来设置驱动增量和响应增量，一般选择默认值0.5。eq\o\ac(○,8)点击CreateDrive生成驱动信号。eq\o\ac(○,9)点击Simulate，进行虚拟迭代。=9\*GB3⑨⑤④③=8\*GB3=9\*GB3⑨⑤④③=8\*GB3⑧=7\*GB3⑦=6\*GB3⑥②①图14循环迭代一般用试验信号与仿真信号的相对损伤值来作为信号一致性好坏