八个星期行驶120万公里--LMS支持Ford Otosan开发耐久性加速试验

作者：比利时LMS

欢迎访问e展厅 展厅 2 CAE/模拟仿真展厅 通用有限元分析软件, 结构分析软件, 动力学分析软件, 声学分析软件, 板料冲压成形模拟软件, ... 进行大规模的外场试验验证车辆的耐久性，昂贵而且费时。这迫使OEM厂家压缩试验周期并在实验室进行等效试验。而且，耐久性工程师必须准确理解车辆在使用寿命时间内经历的载荷，以保证疲劳试验有效。Ford Otosan和LMS工程师为Ford Otosan的新货车开发了压缩的耐久性试验周期。LMS工程师执行数据采集，运用广泛的载荷数据处理技术，开发出6到8周的试车场试验和加速的4周台架试验计划，与120万公里道路行驶的疲劳损伤等价。 达到120万公里的耐久性要求 Ford Otosan货车的关键要求是，必须通过与在土耳其道路上行驶120万公里等价的结构耐久性试验，并且在关键的悬架系统、车架和驾驶室部位不出现裂纹。即使卡车每天行驶1000公里，也需要三年时间才能完成实际道路上的试验。Ford Otosan决定寻找合作伙伴建立试车场加速试验计划，来满足卡车在使用寿命时间内经历的损伤。Ford Otosan选择LMS，是因为LMS在耐久性外场试验、载荷数据分析、虚拟仿真试验计划的开发、以及试车场和台架试验计划的开发方面有全面的能力和丰富的经验。 压缩时间历程 Ford Otosan提供了一辆旧型号的卡车，并改装成与新车型十分接近的车型。Ford Otosan与LMS合作制定出代表土耳其境内车辆典型使用工况的行车路线。制定数据采集计划是整个过程中关键的一步，因为采集的数据将构成代表众多驾驶员和路面类型的载荷计划的基础。LMS工程师给车辆安装应变仪，以估计驾驶室所有支撑位置的三向力，在每个轮毂和驾驶室支撑处安装加速度计。他们测量每个车轮对底盘的垂直运动，以及驾驶室在支撑点处三个轴向的运动，总共50个通道。为了记录所有相关的载荷信息，通道的选择非常关键。LMS工程师采集了行驶5000多公里的数据，用LMS TecWare载荷数据处理软件整理时间历程数据，消除信号毛刺、漂移、传感器失效通道及其它非正常信号。 LMS工程师继续使用LMS TecWare进行雨流数据分析，统计载荷和加速度的往复变化次数，它代表材料的疲劳损伤。他们显示雨流矩阵形式的结果，揭示特定幅值的事件出现的频次，并将数据外推以估计120万公里路上试验产生的损伤。这个外推是基于Ford Otosan的目标加权组合，即60%的高速公路，30%的地区道路和10%的市内驾驶。目标是达到120万公里主要部件无裂纹。 由于项目的一个主要目标是定义试车场加速试验计划，LMS工程师必须建立试车场道路的雨流矩阵参考数据库。在土耳其外场试验之后，试验车被运到比利时，按照道路试验完全相同的布置给货车安装传感器，然后在位于比利时Lommel的Ford试车场进行试验。他们对每一个试验路面采集载荷数据，把时间历程转换成雨流矩阵。至此，LMS工程师已经建立了两个参考数据库（雨流矩阵），一个代表试车场，另一个代表土耳其道路。 定义试验程序 下一步的目标是计算试验路和事件的优化组合，以满足120万公里的目标。例如，通过分析可能确定这样一个试验程序：在比利时路上行驶200次，凹坑路70次以及无路地段50圈。LMS TecWare试验计划定义软件帮助LMS项目工程师设定载荷程序的特定目标，如试验时间最小化，或者相关程度最优化。 LMS TecWare计入每一个通道的载荷信息，确保在整个试验过程中试车场和外场道路的载荷矩阵的损伤内容在每一对对应通道都是相等的。另一个约束条件是确保，比如，试车场试验程序的早期部分的应力不要超过某个特定值，否则导致早期失效，而这在道路载荷试验程序中即使到试验结束也不会出现的。在整个项目过程中，LMS工程师开发的载荷试验程序达到时间缩减系数为100，同时能够保证与目标足够的相关程度。其总的结果是，Ford Otosan能够在8周内完成试车场的全部试验程序。 进行加速试验 完成了试验计划准备工作，LMS和Ford Otosan继续进行规定的试车场试验，评价车辆的抗疲劳性能。对车辆进行定期检查是否出现裂纹。LMS工程师记录并拍摄每一个失效现象并提供给Ford Otosan工程师，后者用这些信息改进设计解决出现的问题，制作新样车。经过几个制作－试验循环，Ford Otosan改进的设计达到目标，无故障地通过试车场试验程序。 同时，LMS工程师用试车场试验计划建立了卡车驾驶室在4作动器耐久性试验台上的试验程序。进行驾驶室的台架试验使得在试车场试验前优化疲劳性能成为可能，因为卡车驾驶室样品是在整车样车之前准备好的。而且驾驶室台架试验更快，因为消除了试车场试验的停顿时间，例如修理备用系统。在这个项目中驾驶室试验不到4个星期，大约是试车场试验周期的一半。 可靠的疲劳试验 为了得到可靠的耐久性评价，精确的载荷历程脚本是关键的。粗糙的载荷可能导致不必要的成本增加和结构尺寸过大而重量增加，也可能冒产品失效的风险。在这个项目中，LMS工程师开发的试车场试验程序，精确重现了实际路面的载荷激励，所用时间仅为路上试验的百分之一。 LMS工程师为Ford Otosan实施整个试验准备周期，从准备数据采集试验，车辆仪器安装，进行试车场和路上试验，处理道路载荷时间历程满足客户的耐久性目标，直到开发试车场和台架试验程序。编制的试车场和台架试验脚本只用路上试验百分之一的时间，精确重现了实际路面载荷的激励。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (3/15/2007)