基于試驗場真實載荷譜的懸架疲勞試驗研究

王文龍，李華雷，胡思良，于志超

(1.長城汽車股份有限公司技術中心，河北保定 071000；2.河北省汽車工程技術研究中心,河北保定 071000)

?

基于試驗場真實載荷譜的懸架疲勞試驗研究

王文龍1,2，李華雷1,2，胡思良1,2，于志超1,2

(1.長城汽車股份有限公司技術中心，河北保定 071000；2.河北省汽車工程技術研究中心,河北保定 071000)

介紹一種新的懸架疲勞試驗方法。基于試驗場真實載荷譜準確獲取懸架隨機載荷譜，應用雨流分析得到均幅值載荷分布規律；編制程序載荷譜并簡化；根據簡化后程序載荷譜進行懸架疲勞臺架試驗，失效情況與路試結果吻合，驗證該方法的可行性。

懸架疲勞試驗；雨流分析；程序載荷譜

0 引言

近期，某公司某型車在整車可靠性耐久路試過程中，發現上下控制臂、縱臂和轉向節處軸套均出現失效(如圖1所示)。前期該車型已完成懸架疲勞耐久臺架試驗，試驗結果為合格，因此與整車路試結果不符。由于路試是根據用戶實際需求進行試驗，各路況接近用戶真實使用工況，所以懸架總成臺架試驗出現載荷失真的情況，即試驗場載荷與理論計算載荷存在差異，且目前試驗設備未能直接加載載荷譜，導致臺架試驗無法保證產品的可靠性。為了解決載荷差異及設備加載問題，故針對載荷譜臺架疲勞試驗方法進行研究。

1 數據采集

根據國內外各汽車公司長期所積累的經驗，目前載荷譜采集方法主要有5種[1]：

四、護理團隊在規范化鎮痛中的重要作用。通過圍術期鎮痛管理在制度流程上的完善，手術室及外科病房的護理人員在整個圍術期鎮痛管理中會起到非常重要的作用，包括術前疼痛管理的宣教、術后鎮痛泵的管理、疼痛的評估等，這能夠讓患者得到及時、有效的鎮痛服務。同時通過各種有效的護理手段對術后患者進行全面的心理干預，降低患者的疼痛程度。這樣會大大提高患者對護理工作的滿意度，加快術后恢復速度。

(1)一輛試驗車由一名特定的試驗司機在選定的路段進行多次試驗(美國福特公司)；

(2)一輛試驗車指定多名司機分別在選定的不同路段進行試驗(瑞典VOLVO公司)；

(3)一輛試驗車指定多名司機分別在相同的路段進行試驗(德國奧迪公司和ZF公司)；

(4)一輛試驗車指定一名司機跟隨相關用戶在相應路段進行試驗(德國奧迪公司)；

(5)多輛試驗車由多名司機在相同路段進行試驗(美國通用公司)。

綜合考慮成本及試驗時間，最終選擇方法三(選擇3名司機)，對選定13種路況進行數據采集，總共采集3組數據。由于研究的目的是為了獲得車輛實際的載荷譜作為后續臺架試驗的輸入，主要需要車輪輪心處各類載荷。各通道命名如表1所示。

表1 通道命名

2 數據處理

2.1 數據預處理及選擇

從一維程序載荷譜中發現，經過處理后的載荷譜數據存在加載頻次過大的情況，需利用損傷計算原理，剔除小損傷數據，減少試驗頻次，縮短試驗周期。

我國常態化的公務員培訓始于上世紀80年代，至今已有30多年的歷史。應該說，這種常態化的公務員培訓對于公務員能力和政府競爭力的提升起到了極為重要的作用。“人民日益增長的對美好生活需要和公務員能力素質不平衡不充分的發展之間的矛盾”已經成為公務員培訓所必須解決的一個重大課題和當務之急。要成功化解這一主要矛盾，就必須對現行的公務員培訓（包括培訓理念、培訓模式和培訓評估等）進行全面的變革和創新。筆者認為，以“具身認知”理論為視角，根據“具身認知”理論的核心意蘊及對公務員培訓的新啟示，重新審視和反思現行公務員培訓中的存在問題，以探索公務員培訓變革和創新的理論邏輯和實踐路徑，不失為一種可行且有效的方法。

表2 右后輪數據選擇(損傷)

2.2 數據外推及換算

臺架安裝示意圖如圖3所示。在實際零部件疲勞破壞過程中，載荷加載順序起一定的作用，所以在臺架試驗載荷加載過程中，需指定載荷加載順序。目前主要有4種：“低→高”、“高→低”、“低→高→低”和“高→低→高”。這里作者使用“低→高→低”的加載順序進行試驗。

圖中：Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz為傳感器中心載荷；Fx1、Fy1、Fz1、Mx1、My1、Mz1為車輪中心載荷；Fx2、Fy2、Fz2為車輪接地點的載荷；R為車輪滾動半徑；a為六分力傳感器偏距。

六分力傳感器采集到的數據為傳感器中心數據，由于受臺架試驗工裝和液壓伺服作動器功能限制，X、Y向臺架試驗只能在輪胎接地點進行加載，所以需對載荷譜數據進行數據換算。這里根據力的平移和平衡定理進行數據換算。將載荷數據依次(點B-點A-點O)換算，如圖2所示。

圖2 數據換算示意圖

在學界和實務界中死刑的存廢是熱點話題。支持死刑制度廢除的學者，有的認為應當在立法上直接廢除死刑，這樣能夠起到治本的作用；也有的認為應當在司法上限制死刑的適用，擱置、凍結死刑制度，在事實上先廢除死刑；也有的認為應當立法廢除與司法限制改革并行。無論他們對死刑制度改革路徑持有何種觀點，他們都代表的是一種精英思維，精英思維始終占據的是少數，真正占據多數的是大眾觀念，而大眾觀念所普遍信奉的是“殺人償命，天經地義”的常識主義刑法觀。

（1）通過學生的互補學習，有效促進學生共同進步。通過加強學生間的互補學習可以有效促進學生共同進步，取得多贏的效果。將全部學生分為若干個小組，學生在小組內通過自由探索和多方互動討論的方式進行學習，不僅有利于培養學生的學習興趣，而且能夠活躍學生的思維，使其專注的投入到學習中去。學生在學習小組內，通過老師適時的引導以及同學間的相互幫助、相互學習，可以最大程度的發揮自身的主觀能動性，并且在教師正確的引導下更有利于學生的學習。

2.3 程序譜編輯

截至2014年4月30日，江蘇省秦淮河水利工程管理處管轄范圍內的武定門閘（6孔×8 m）為外秦淮河引江換水開閘3193天，調水105.29億m3，平均每天為外秦淮河引換水量達329.75萬 m3，引換水平均流量達38.16 m3/s；秦淮新河抽水站（5 臺×10 m3/s）為外秦淮河引江換水開機827天，運行7.587萬臺時，抽江水27.30億 m3；秦淮新河閘（12 孔×6 m）開閘引水124天，引江水4.24億m3。

采用變均值法按照式(1)將二維程序載荷譜簡化為一維程序載荷譜，見表4。

經過數據處理后的試驗場載荷譜數據是一種隨機數據，需用一種合理的數理統計方法來進行數據計數。在疲勞壽命研究領域，雨流計數法已經被證明是最為有效的技術方法，在時間序列的載荷周期計數分析中得到廣泛應用。雨流計數可以得到載荷幅值、均值和相應頻次的關系，考慮了動強度(幅值)和靜強度(均值)兩個變量，符合疲勞載荷本身的固有特性[3]。利用雨流計數方法，對均值按等間距分級，形成8級二維程序載荷譜，見表3。

式中：Mi為第i級幅值所對應的平均值；Mj為第j級均值；nij為第i級幅值、j級均值的頻次。

表4 一維程序載荷譜

采用GlyphWorks軟件對實測3組數據進行數據失真、車速、車重3個方面檢驗，鑒別信號有效性，對異常信號進行選取修正，將最能反映真實載荷的數據通道選擇出來。采用偽損傷計算方法，通過對數據中各通道的偽損傷值求均值、求均值差、求差值向量的模、計算每組數據差值向量的模的和，選擇模最小的數據作為目標數據。以右后輪數據選擇為例(見表2)，最終選取第2組數據作為目標數據。

傳統治療通常采用外固定支架或跨關節外固定架作為一期治療，二期在軟組織條件允許后改行切開復位內固定［6］。外固定支架作為初始固定，可以方便對傷口進行處理［7,8］，并初步維持骨折復位，為軟組織的修復提供穩定的平臺。但這種方案治療周期較長，初期外固定支架對患者日常活動影響較大，術后限制功能活動的時間較長，釘道感染、松動、血管神經損傷、肌肉損傷及關節軟骨損傷、持續疼痛、瘢痕及再骨折的發生率較高［9］。復位丟失發生率高，二期內固定復位困難。許多患者有其他的多種合并癥及內科問題，短期無法改行內固定，導致二期內固定延遲，外固定支架存留時間及關節固定時間延長，從而影響關節功能恢復［10］。

從表5中可以看出：第一級和第二級損傷占比率較低，且加載頻次較多，為了縮短試驗時間，這里將此數據進行剔除損傷保留為92.43%，滿足損傷保留90%～95%的要求。