豪华汽车制造商宾利采用LMS TecWare加速悬架疲劳试验

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欢迎访问e展厅 展厅 4 汽车与公路设备展厅 乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ... 宾利在扩展其车型时，考虑的重要因素是如何保持久负盛名的宾利品牌的特性，例如其毋容置疑的奢华品质和独一无二的驾驶体验。这也是宾利汽车股份有限公司采用LMS载荷数据处理技术，来提高其悬置系统测试速度的原因。 自二十世纪九十年代末，英国宾利汽车公司的生产量已经从原来的1,000辆增至10,000辆。据CNBC欧洲商业杂志2007年10月文中报道，宾利超级豪华跑车的价值超过150,000英镑，目前的市场份额价值高达60亿，与以前相比，整体增长了五倍。 外形大、速度快、需求量高 宾利新推出的Brooklands coupe重达6,000磅。新车采用一副6.75L排量的双涡轮增压引擎，最大输出功率为530马力，最大扭力在世界上所有V8发动机中堪属第一！Brooklands coupe承袭宾利的传统，采用手工打造的皮革和木质饰板。Brooklands的售价为230,000英镑，在2007年初推出的几个月内，首年限量产的车辆就被订购一空。 完美无瑕的品质和卓越的驾驶乐趣 对于宾利来说，其扩展车型能够沿袭传统的品质标准，以及保证独一无二的驾驶感受至关重要。特别值得关注的是其经过特殊设计的汽车悬架，能够承受汽车产生的巨大载荷，并且能与其平顺性和操控性相匹配。 在开发流程中，关键的部分是在多轴液压试验台架上测试悬架系统，这是一项非常耗时的工作。通常，悬架样机需在四柱台架上测试数月。这是能够精确得到汽车行驶数千公里时所承受的实时载荷数据的唯一方法。事实上，不仅是台架时间非常耗时，其他工作也同样耗时。 为了能够挤出尽可能多的时间来开发并及时推出新的汽车模型，宾利公司采用LMS TecWare载荷数据处理软件来压缩和优化台架疲劳试验数据。LMS TecWare软件通过从路面试验数据中消除“噪声”野点以及其他无关数据，将损伤最大的信号平稳地融合在一起，使得工程师能够使用加速的试验流程测试悬架系统，这样极大地缩短了台架试验时间，并减少试验重复运行的次数，降低“错误失误”的风险。 压缩试验周期 “整个流程是从部件级悬架测量开始的，试验样车在宾利试验场进行耐久性环形路试验，”底盘部的设计分析经理Bob Upcott-Gill说，“环形路包括一系列的3-g颠簸行驶，碎石沙粒粗糙路面、急转弯、转向、斜坡和其他不同的路况，驾驶员驾驶汽车在环形路各种路面上起步和制动。通过路面试验，在悬架的不同位置获取载荷、加速度和位移等12组信号，另外还测量了车轮的驱动力数据。” 之后，宾利公司的工程师使用LMS TecWare滤除噪音野点，猝发载荷峰值和其他无关信号数据。工程师根据他们对有效数据幅值和斜率的专业技能，在LMS TecWare软件中设置“临界”级，自动删除数据。他们还能够使用系统的验证和编辑工具，对任何边界信号进行可视化监测和分析。 此外，使用一系列的雨流计数、时域和频域工具，可以判定各部分信号的疲劳情况。换而言之，对于冲击幅值很小但又高度重复的载荷，例如标准路面振动信号，以及幅值比较大但不是经常出现的载荷数据，例如当车轮行驶过凹陷处，LMS TecWare都能够自动地判定出这些信号的“损伤等效”，鉴别出试验的哪个阶段产生的这些载荷数据，并根据幅值、重复性和持续时间将这些信号进行分类。系统能够移除无损信号和无关信号，将剩余的有效疲劳载荷数据融入压缩的试验进程中，来重现汽车的受损情况。 做出正确的决定 对比分析和相关性分析工具，例如频率响应函数9(FRF)图，可以用于验证压缩后的载荷循环相对于原始测试数据的有效性。“这个验证过程通过多次迭代获得压缩的试验进程，这一进程具有非常好的损伤等效性，而不会有额外的速度、力和加速度，”Upcott－Gill解释说。自动化“gap spotting”功能可以检测出截断数据之间的不连续性，并通过“斜坡”函数将这些过渡连贯起来，以避免试验过程中可能出现的数据突变情况而对减震器和其他悬架零部件造成过应力。 “载荷数据处理功能有助于我们的工程师在压缩优化台架试验时做出正确的决定，”Upcott-Gill说。“LMS TecWare能够自动完成数据处理工作，同时给我们的工程师提供了很多的灵活性，能够及时判定哪些数据需要保留，什么时候的数据需要微调，以及整个试验如何进行。如果没有LMS TecWare，创建有效的压缩试验流程，这将是一项非常困难的工作。” 将台架试验时间缩短一半 “我们目前在悬架测试项目中使用LMS TecWare验证开发方法，解决流程中出现的问题，以及评估主要优势，”Upcott-Gill说，并且他还指出LMS TecWare带给他们的方便之处令他印象深刻。“我们在开发的早期阶段充分利用了LMS TecWare软件，这使得每个悬架的台架疲劳试验时间都缩短了一半。”他还指出使用LMS TecWare，大大减少了试验的失败次数，以及明显减少了重复试验的次数。 “效率的提高意味着疲劳试验不再是悬架开发的瓶颈。这样，我们可以缩短租用昂贵试验台的时间，从而节省了费用，”他说。“LMS TecWare的回报非常快，是非常好的一项技术。”使用LMS TecWare判定采集信号中的受损情况，以及这些载荷数据出现在什么时候，这些信息能够帮助工程师即使在没有悬架系统的时候也能很好地了解疲劳情况。并且能更详细地了解磨损和撕裂区域能够提供给工程师更多信息，将悬架设计和性能目标试验相匹配。 下一步工作 验证流程完成之后，下一步的计划是将这一方法用于宾利全轴悬架耐久性试验。并将相同的方法转移给其他部门，例如车身和动力总成。在未来的发展中，宾利还将继续研究如何将LMS TecWare处理的载荷数据输入至LMS Virtual.Lab Durability耐久性分析软件中，用于预测悬架零部件的疲劳性能。 Upcott-Gill表示“基于测量载荷数据的疲劳寿命预测能够帮助工程师设计出更好的零部件，了解虚拟试验，快速评估其他的悬架设计方案，在构建最终的物理样机之前轻松创建虚拟模型。”

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