[发明专利]考虑载荷分布及损伤一致性的多通道均衡关联方法有效

专利信息
申请号: 201710887951.9 申请日: 2017-09-27
公开(公告)号: CN107644149B 公开(公告)日: 2019-11-22
发明(设计)人: 李文亮;周炜;张禄;唐歌腾;李臣;张国胜;董轩;任春晓;张学文;崔海涛;曹琛 申请(专利权)人: 交通运输部公路科学研究所
主分类号: G06F17/18 分类号: G06F17/18
代理公司: 11609 北京格允知识产权代理有限公司 代理人: 白海燕;张沫<国际申请>=<国际公布>=
地址: 100088*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 考虑 载荷 分布 损伤 一致性 通道 均衡 关联 新方法
【说明书】:

发明公开一种考虑载荷分布及损伤一致性的多通道均衡关联方法,包括如下步骤:1)采用雨流计数和零均值转化法将试验场和用户各通道载荷时间历程转化为分区间载荷谱;2)根据疲劳寿命预测理论将各通道分区间载荷谱转化为疲劳损伤,构建多通道分区间等损伤关联模型;3)采用归一化方法将试验场各通道分区间的损伤与用户对应通道的损伤进行归一化处理。本发明综合考虑了载荷分布一致性和损伤一致性原则,既能够保证试验场与用户载荷分布一致,又能够保证试验场试验与用户试验疲劳损伤一致,同时采用归一化的方法解决了由于各通道信号类型及数量级差异导致的匹配均衡性差的问题,采用给各通道赋予不同权重的方法实现重要通道的优先匹配。

技术领域

本发明涉及车辆可靠性强化试验技术,尤其涉及一种同时考虑载荷分布一致性、损伤一致性以及多通道均衡性的试车场与用户可靠性试验相关联的新方法。

背景技术

可靠性是车辆安全运行的基础保障,也是保证运输效率的必要条件。车辆运行过程中,关键零部件的突然疲劳失效会造成车毁人亡的道路交通事故。汽车试验场担负着汽车整车产品可靠性的测试和评价。试验场试验与用户的关联性好坏一定程度上决定了试验场可靠性测试与评价的科学性,试验场试验与用户的关联性研究受到了国内外的广泛重视。

试验场与用户关联性研究可分为故障统计法与疲劳寿命预测法两大类。由于故障统计法需要大量的故障数据,一般是车辆投放市场多年以后才能得到,对于新车型测试评价显然是不合适的。近年来,疲劳寿命预测匹配法研究应用较多,主要分为等损伤原则和等载荷原则两类。

进行试验场与用户工况的关联性研究首先要在用户道路和试验场道路上进行数据采集及处理,基本步骤如下:

1)在车辆被测位置上安装各种传感器,传感器信号接入数据采集器,每一个方向的传感器就是1个通道,如轴头纵向传感器就是一个通道,轴头三向传感器就是3个通道,传感器还包括力、应变、位移、扭矩等传感器;

2)在用户和试验场进行道路试验,分别采集车辆在用户和试验场各种道路上的行驶的载荷时间历程,即各种传感器采集的加速度、应变、位移、扭矩等信号随时间变化的历程。

3)实测的单个或多个通道的载荷时间历程是不规则、随机的,一般通过雨流计数法转化为由不同幅值、不同循环次数组成的载荷循环,即载荷谱(如用二维图表示,x 轴是相应的加速度或应力等载荷的幅值,y轴是对应的作用频次)。

完成数据采集和处理形成用户载荷谱和试验场各道路载荷谱后,就可以用等载荷或者等损伤的方法进行匹配了。

1)等载荷匹配是以载荷分布一致为匹配目标,将用户载荷谱和试验场载荷谱的载荷幅值划分为多个区间,通过匹配使得每个区间对应的次数一致(即载荷分布一致性);等载荷匹配能够一定程度保证失效模式与用户一致,但由于一般大幅值的循环次数较小但会产生较大的损伤,小幅值循环次数很大但损伤较小,匹配时很难保证损伤与用户的一致性。

2)等损伤匹配是在用户和试验场各通道载荷谱的基础上,利用疲劳预测理论,分别计算用户和试验场各通道的损伤,通过匹配使得每个通道对应的损伤一致;等损伤原理只关注用户与试验场试验车辆及零部件的累计总损伤是否相等,但用户使用载荷和试验场试验载荷的构成(载荷幅值与均值大小及频次分布)没有关联。

3)多个通道进行匹配时,等损伤和等输入匹配方法均未考虑由于各通道信号类型不同及数量级差异导致的匹配不均衡问题(有的通道试验场和用户匹配的很好,有的通道试验场和用户匹配的很差)。

发明内容

针对上述问题,为了进一步提高汽车试验场与用户可靠性试验的关联性,本发明提出一种综合考虑载荷分布一致性、损伤一致性以及多通道均衡性的试车场与用户关联的新方法。

本发明采取以下技术方案:一种考虑载荷分布及损伤一致性的多通道均衡关联新方法,其特征在于,包括如下步骤:

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