[发明专利]一种仿真与试验载荷融合的载荷谱分析方法

说明书

本发明公开一种仿真与试验载荷融合的载荷谱分析方法，包括：S1、获取待测零部件的试验载荷和仿真载荷；S2、对试验载荷、仿真载荷进行数据预处理；S3、基于预处理后的试验载荷、仿真载荷，采用雨流计数法获得雨流矩阵，并通过三维柱状图对雨流矩阵进行表示；S4、基于雨流矩阵对预处理后的试验载荷、仿真载荷进行重新编制，获得试验载荷谱和仿真载荷谱；S5、按照路况占比对试验载荷谱和仿真载荷谱进行时域融合，得到融合载荷谱；S6、基于融合载荷谱获取齿面接触应力的融合应力谱；S7、基于待测零部件材料的S‑N曲线以及融合应力谱，获取待测零部件的疲劳寿命。本发明能够有效提高汽车零部件载荷谱分析的准确性。

技术领域

本发明涉及车辆工程机械技术领域，特别是涉及一种仿真与试验载荷融合的载荷谱分析方法。

背景技术

汽车由诸多零件组合而成，其在工作过程中受到实时变化的动载荷，为了研究汽车零件寿命需要进行载荷分析。目前对与汽车受载的分析主要有试验分析与仿真分析两种方法，但是一般是将两种方法分开使用，例如,单独进行仿真载荷谱分析或单独进行试验载荷谱分析，很少有将仿真与试验载荷结合进行分析的方法。对于试验载荷，由于是实车测试载荷或经过处理后的实车测试载荷，因此具有一定不可重复性，比如受到驾驶员因素及地域性局限等；而仿真载荷具有可重复性，与试验载荷相比更加稳定，但其在真实性上有所欠缺。因此，提出一种可以兼顾可重复性与真实性的仿真与试验载荷融合的载荷谱分析方法显得尤为必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种仿真与试验载荷融合的载荷谱分析方法，以解决现有技术中存在的技术问题，能够有效提高汽车零部件载荷谱分析的准确性，进而为汽车零部件疲劳寿命的评估提供了数据基础。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种仿真与试验载荷融合的载荷谱分析方法，包括如下步骤：

S1、获取待测零部件的试验载荷和仿真载荷；

S2、对获取的试验载荷、仿真载荷进行数据预处理；

S3、基于预处理后的试验载荷、仿真载荷，采用雨流计数法获得雨流矩阵，并通过三维柱状图对雨流矩阵进行表示；

S4、基于雨流矩阵对预处理后的试验载荷、仿真载荷进行重新编制，获得试验载荷谱和仿真载荷谱；

S5、按照路况占比对试验载荷谱和仿真载荷谱进行时域融合，得到融合载荷谱；

S6、基于融合载荷谱获取齿面接触应力的融合应力谱；

S7、基于待测零部件材料的S-N曲线以及融合应力谱，获取待测零部件的疲劳寿命。

优选地，所述步骤S1中，所述试验载荷通过实车测试得到，所述仿真载荷通过仿真得到，所述仿真载荷获取过程中的参数设置与实车测试相同。

优选地，所述仿真载荷获取过程中设置的参数包括：电机参数、整车参数、减速器传动比；其中，所述电机参数包括最大转速、最大功率。

优选地，所述步骤S2中，数据预处理包括毛刺信号处理、漂移处理、平稳性检验、无效幅值删除。

优选地，当循环过程中，扭矩的幅值小于预设阈值时，即为无效幅值，并对无效幅值进行删除处理；无效幅值的选取标准如下式所示：

预设阈值＝(Mmax-Mmin)×5％

式中，Mmax和Mmin分别为扭矩数据中的最大值和最小值。

优选地，所述步骤S4中，对所述试验载荷、仿真载荷进行重新编制的方法为：分别按照试验载荷数据、仿真载荷数据的均值将试验载荷、仿真载荷重新编制为均值的一维载荷谱。

优选地，所述步骤S5中，时域融合后的融合载荷谱f(t)如式1所示：