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转向节疲劳台架试验程序谱编制法研究
| 论文题名： | 转向节疲劳台架试验程序谱编制法研究 |
| 关键词： | 汽车转向节;疲劳寿命;台架试验;恒幅程序谱 |
| 摘要： | 台架程序谱编制是将随机载荷谱等效为单幅值正弦信号或多幅值正弦信号的叠加，是汽车底盘零部件疲劳耐久台架试验中的关键环节，起到加速和简化台架试验加载的作用。其中，载荷谱等效原理和等效精度问题仍是载荷谱编制亟待深入研究的重要问题，得到精度较高的程序谱编制方法对提高疲劳耐久试验效率具有重要意义。为此，本文以试验场强化路整车实测转向节载荷信号为基础数据，采用多通道程序谱编制法、通道缩减程序谱编制法和两通道程序谱编制法获取台架试验恒幅程序谱，从转向节疲劳寿命角度分析各程序谱编制方法的准确性和适用性。 制定试验场强化路载荷谱数据采集方案，采集轮心六分力及转向节关键点载荷谱，并对原始信号进行有效性检验和预处理，为台架程序谱编制提供基础数据。通过转向节切割截取试样，开展材料性能测试和疲劳性能试验，获取材料性能参数和S-N曲线；建立转向节有限元模型，并通过模态试验验证。以轮心六通道载荷为输入通过疲劳分析确定转向节危险点，而后分别以轮心六通道载荷为输入，获取转向节危险点各通道Signed Von Mises应力时间历程。 基于载荷谱各通道间的相互作用，研究了各载荷通道之间的相位关系。并依据损伤等效原理，对转向节危险点应力时间历程等效，获取等效应力谱幅值，结合转向节危险点各通道应力载荷系数及各通道相位关系，最终得到多通道恒幅程序谱。研究表明，考虑相位多通道程序谱与原始谱误差较小。 为便于台架试验加载，探究缩减载荷通道的台架程序谱编制方法，给出两种可行的台架程序谱编制方法。一是保证载荷谱通道缩减前后转向节失效模式不变，基于应力张量和主应力角度开展通道缩减等效方案。探索通道缩减程序谱编制法的可适用性。二是依据力和力矩合成原理研究两通道程序谱编制方法，并基于损伤一致性分析校正等效程序谱幅值，获取与原始谱损伤一致的台架恒幅程序谱。 通过转向节疲劳分析，对比各程序谱编制法得到的恒幅程序谱与原始谱的误差。研究表明，三种程序谱编制方法得到的转向节损伤值误差均较小，且损伤位置一致；考虑到试验台加载条件及试验成本，通道缩减程序谱编制法与两通道程序谱编制法比多通道程序谱编制法更适用于台架试验。 |
| 作者： | 张永强 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 董国疆;郎玉玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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