[发明专利]汽车板簧疲劳测试方法

说明书

一种汽车板簧疲劳测试方法包括：获取板簧在耐久路试过程中各个时刻所受到的作用力；利用有限元软件建立板簧的有限元模型；获取板簧在z轴方向上的应力随着载荷变化的关系曲线；确定该关系曲线拐点处的z轴方向的载荷，得到拐点载荷；各作用力分别加载至有限元模型中进行强度分析，分别得到对应的结果文件；将结果文件导入疲劳软件中计算板簧在各个载荷作用下的应力的时间历程；通过疲劳软件计算板簧在受到各个力作用下的总应力的时间历程，并根据总应力的时间历程以及板簧的材料疲劳特性曲线计算所述板簧的疲劳寿命。

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种汽车板簧疲劳测试方法。

背景技术

板簧具有成本低、结构简单、维修方便等优点，因此广泛应用于各类车型中，为满足舒适性的要求，板簧通常被设计成由主、副板簧构成的具有两级刚度特性形式的板簧，使得汽车板簧应力和载荷之间的关系随着板簧不同的接触状态呈现出非线性。板簧作为悬挂系统的核心部件之一，承受着来自路面的各个方向的载荷激励，其中垂向激励载荷对板簧的疲劳寿命影响最大，而垂向载荷和其引起的应力是非线性关系，所以准确预测其疲劳寿命存在较大困难。

现有的板簧疲劳寿命一般通过强化道路试验确定。此方法完全依赖道路试验，将板簧总成实际装车后，在强化路面上行驶直至断裂，依据行驶里程判断板簧疲劳寿命是否合格。其特点是结论相对准确，但周期长，试验代价昂贵，一次设计参数的更改须在试验场行驶数十万公里，耗时数十天甚至更长的周期，代价高昂。

另外一种方法是计算机辅助设计(CAE)仿真分析方法，由于常规的疲劳分析方法和疲劳分析软件往往都是针对线性系统：在时域中利用线性叠加原理计算损伤，在频域中往往利用模态结果作为疲劳分析的基础，这些方法忽略垂向载荷极其应力间的非线性对板簧仿真结果的影响，分析结果和随机激励下的道路疲劳耐久结果存在较大差异，准确度较低。

发明内容

鉴于上述状况，有必要针对现有技术中汽车板簧的疲劳测试准确率低的问题，提供一种汽车板簧疲劳测试方法。

一种汽车板簧疲劳测试方法，包括：

获取耐久路试过程中各个时刻板簧在板簧座处受到的作用力，所述作用力包括x轴方向的载荷，y轴方向的载荷、z轴方向的载荷、x轴方向的扭矩、y轴方向的扭矩和z轴方向的扭矩；

利用有限元软件建立板簧的有限元模型；

将板簧设计允许的最大垂向载荷加载至所述有限元模型中，根据计算结果分析，取板簧受应力较大部分的网格单元，观察应力和载荷的关系，以获得板簧在z轴方向上的应力随着载荷变化的关系曲线；

确定所述关系曲线拐点处的z轴方向的载荷，得到拐点载荷；

将x轴方向的最大载荷、y轴方向的最大载荷、x轴方向的最大扭矩、y轴方向的最大扭矩、z轴方向的最大扭矩、z轴方向的最小载荷、z轴方向的最大载荷，以及所述拐点载荷分别加载至所述有限元模型中进行强度分析，分别得到对应的结果文件为σ_Fxmax、σ_Fymax、σ_Txmax、σ_Tymax、σ_Tzmax、σ_Fzmin、σ_Fzmax和σ_Fzdeflection；

将结果文件σ_Fxmax、σ_Fymax、σ_Txmax、σ_Tymax和σ_Tzmax导入疲劳软件中，并分别与x轴方向的载荷，y轴方向的载荷、x轴方向的扭矩、y轴方向的扭矩和z轴方向的扭矩的时间历程进行关联，分别得到板簧在x轴方向的载荷，y轴方向的载荷、x轴方向的扭矩、y轴方向的扭矩和z轴方向的扭矩的作用下的应力的时间历程；