基于用戶用途的汽車耐久性試驗(yàn)規(guī)范研究

1、基于用戶用途的汽車耐久性規(guī)范研究基于用戶用途的汽車耐久性規(guī)范研究 長(zhǎng)安汽車 王萬英 2012年11月12日 目 錄 一、整車可靠性試驗(yàn)規(guī)范開發(fā)過程一、整車可靠性試驗(yàn)規(guī)范開發(fā)過程 二、汽車產(chǎn)品用戶使用條件調(diào)研二、汽車產(chǎn)品用戶使用條件調(diào)研 三、汽車載荷數(shù)據(jù)采集三、汽車載荷數(shù)據(jù)采集 四、載荷數(shù)據(jù)處理四、載荷數(shù)據(jù)處理 五、關(guān)聯(lián)關(guān)系建立五、關(guān)聯(lián)關(guān)系建立 1、整車可靠性試驗(yàn)規(guī)范開發(fā)過程用戶關(guān)聯(lián)過程工作框圖 目標(biāo)用戶 使用情況 市場(chǎng)調(diào)研 用戶道路 數(shù)據(jù)采集 試驗(yàn)場(chǎng) 數(shù)據(jù)采集 譜分析 雨流計(jì)數(shù) 譜分析 雨流計(jì)數(shù) 90%用戶 使用目標(biāo) 關(guān)聯(lián)分析 優(yōu)化、制定 試車方案 試驗(yàn)損傷強(qiáng)度 用戶道路試驗(yàn)場(chǎng) 信 息分 析

2、用戶道路 損傷強(qiáng)度 structural strength load spectrum in the field (customer) load spectrum of durability test cycle ? 使用載荷 試驗(yàn)載荷 設(shè)計(jì)強(qiáng)度 p 工作目標(biāo)：建立考核強(qiáng)度適 中的試驗(yàn)規(guī)范 客戶實(shí)際使用條件是一切產(chǎn)品的設(shè)計(jì)輸入，也是所有試驗(yàn)規(guī)范的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。因此，欲精確的進(jìn) 行汽車可靠性、耐久性試驗(yàn)，在試驗(yàn)室或試驗(yàn)場(chǎng)中對(duì)車輛實(shí)際運(yùn)行條件（路面狀況、溫度變化、 化學(xué)腐蝕條件等）進(jìn)行模擬，就必須全面了解汽車產(chǎn)品的用戶使用條件，即工作載荷。 2、汽車產(chǎn)品用戶使用條件調(diào)研使用環(huán)境條件和工作載荷 p 需要

3、全面深入了解車輛的使用條件、期望壽命、全部載荷循環(huán)，以確定車輛的設(shè)計(jì)壽 命或使用目標(biāo)，制定合理的試驗(yàn)規(guī)范。 典型用戶地區(qū)（市場(chǎng)分布原則）：大多數(shù)用戶使用區(qū)域，通常為銷量較多、用戶密集的地區(qū) 2、汽車產(chǎn)品用戶使用條件調(diào)研調(diào)研區(qū)域的選擇 特殊用戶地區(qū)（特殊使用條件原則）：運(yùn)營(yíng)車使用區(qū)域、極端路面條件區(qū)域、極端環(huán)境條件區(qū)域 2011年7月前， 長(zhǎng)安轎車銷量 top10城市信息 2、汽車產(chǎn)品用戶使用條件調(diào)研問卷調(diào)查 問卷調(diào)查內(nèi)容： 目標(biāo)用戶的主要用途情況，各種用途的比例； 駕駛員的駕齡、性別、職業(yè)、駕駛習(xí)慣等，各種情況所占的比例； 期望使用年限、里程，年（月）行駛里程，各種情況所占的比例； 在各種路面

4、上（高速公路、一般公路、城郊道路、城市道路、壞路、山路、非鋪裝路等）的行駛比例，在各種 道路上的主要行駛車速以及不同車速所占比例，在各種道路上的裝載情況以及不同裝載情況所占的比例； 每月使用頻次，副駕位置每月坐人次數(shù)，后排座椅使用頻次（雙排情況），各中情況所占比例； 空調(diào)、收音機(jī)等其他附件的使用頻次、習(xí)慣，各中情況所占比例； 2、汽車產(chǎn)品用戶使用條件調(diào)研行駛工況記錄 主要記錄信號(hào)： 記錄信息：記錄信息： 行駛路面分布比列 車速分布比列 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速分布 每天行駛里程（使用周期） 行駛檔位分布 制動(dòng)次數(shù) 油門踏板工作次數(shù) 閉合件操作次數(shù) 節(jié)氣門開度分布 瞬時(shí)油耗 環(huán)境溫度 海拔高度 電器元件使用次

5、數(shù)（前后大燈、 雨刮、空調(diào)、轉(zhuǎn)向燈、霧燈、 玻璃升降器等） 車輛總線數(shù)據(jù)can線信號(hào) 車輛運(yùn)行路線gps信號(hào) 路面狀況車輛軸頭加速度信號(hào) 車輛起停、加減速情況縱向加速度 車輛轉(zhuǎn)向信息轉(zhuǎn)向拉桿應(yīng)變 車身扭轉(zhuǎn)情況前、后穩(wěn)定桿（扭桿）應(yīng)變 車輛關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變信號(hào) 主要開展方式： 方式一：將測(cè)試儀器安裝在典型用戶車上，定時(shí) 收集用戶實(shí)際使用數(shù)據(jù)； 方式二：將儀器安裝在專用數(shù)據(jù)采集樣車上，由 公司駕駛員模擬典型用戶行駛，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)； 方式三：依托整車用戶適應(yīng)性試驗(yàn)，將測(cè)試儀器 安裝在試驗(yàn)樣車上，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)。 3、汽車載荷數(shù)據(jù)采集采集信號(hào)要求 載荷數(shù)據(jù)采集總體要求：在用戶道路和試驗(yàn)場(chǎng)合理的采集數(shù)據(jù)是本工作

6、成功的關(guān)鍵，數(shù)據(jù)采集的 目的不是為了得到具體零部件承受的精確載荷，而是為了得到車輛的整體輸入載荷； 為建立全面的關(guān)聯(lián)關(guān)系，需要采集不同裝載條件下的數(shù)據(jù)； 用戶使用載荷數(shù)據(jù)采集時(shí)，應(yīng)考慮不同用戶的駕駛習(xí)慣； 主要采集信號(hào)為： 車輛車輪輸入力（車輪六分力）； 車輪與車身之間的位移（減振器位移）； 軸頭加速度； 穩(wěn)定桿扭轉(zhuǎn)載荷（應(yīng)變）； 轉(zhuǎn)向拉桿軸向載荷； 車身、底盤關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變； 車輪六分力車輪六分力 轉(zhuǎn)向拉桿軸向載荷轉(zhuǎn)向拉桿軸向載荷軸頭加速度軸頭加速度 減振器位移減振器位移 底盤關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變底盤關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變 3、汽車載荷數(shù)據(jù)采集用戶使用載荷 典型路面：主要為大多數(shù)用戶經(jīng)常行駛的路面，如一般路、城市道路

7、、高速公路、壞路、山路等， 在典型路面上一般進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的載荷數(shù)據(jù)采集； 特殊事件：主要為在典型路面上正常行駛進(jìn)行載荷數(shù)據(jù)采集時(shí)很難發(fā)生的操作工況，如緊急制動(dòng)、 緊急轉(zhuǎn)彎、高速過坎、倒車入庫(kù)等，對(duì)于特殊事件一般進(jìn)行短時(shí)間的載荷數(shù)據(jù)采集，主要是測(cè)量在 典型路面上一般不出現(xiàn)的載荷峰值。 重慶用戶道路采集路線重慶用戶道路采集路線 3、汽車載荷數(shù)據(jù)采集試驗(yàn)場(chǎng)載荷 在規(guī)定的車速下，采集試驗(yàn)場(chǎng)所有耐久性路面和所有特殊事件（特殊制動(dòng)、加速、轉(zhuǎn)向、倒車等 操作工況）的載荷數(shù)據(jù)。 襄陽(yáng)試驗(yàn)場(chǎng)襄陽(yáng)試驗(yàn)場(chǎng) 4、載荷數(shù)據(jù)處理測(cè)試數(shù)據(jù)預(yù)處理 測(cè)試中也將不可避免的出現(xiàn)某些通道 的異?，F(xiàn)象，如應(yīng)變通道的零漂、高頻干 擾、加速

8、度通道的毛刺等，研究用戶關(guān)聯(lián) 關(guān)系之前需要對(duì)異常信號(hào)進(jìn)行識(shí)別并處理 修復(fù)，使之盡可能的表征真實(shí)工況； 右圖所示為應(yīng)變信號(hào)的漂移，數(shù)據(jù)預(yù) 處理前后的對(duì)比情況； 下圖所示為應(yīng)變信號(hào)的高頻干擾，數(shù) 據(jù)預(yù)處理前后的對(duì)比情況。 4、載荷數(shù)據(jù)處理雨流計(jì)數(shù)技術(shù) p 利用較短里程的道路測(cè)試數(shù)據(jù)， 進(jìn)一步外推得到在類似道路條件 和工況下在距離更長(zhǎng)的道路上所 得到的數(shù)據(jù)信息； p 利用較少駕駛員采集得到數(shù)據(jù)， 進(jìn)一步外推到更多駕駛員采集得 到的數(shù)據(jù)。 外推至更惡劣外推至更惡劣 的駕駛員的駕駛員 外推至外推至 更長(zhǎng)里程更長(zhǎng)里程 駕駛員駕駛員 a 1300 km 駕駛員駕駛員 b 5200 km 駕駛員駕駛員 c 3

9、700 km 用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù) 駕駛員駕駛員 a 200 000 km 駕駛員駕駛員 b 200 000 km 駕駛員駕駛員 c 200 000 km 結(jié)果結(jié)果 i “90% 駕駛員駕駛員” 200 000 km 結(jié)果結(jié)果 ii-用戶目標(biāo)用戶目標(biāo) 輸入輸入 結(jié)果結(jié)果-90%駕駛員駕駛員 通過雨流計(jì)數(shù)法的計(jì)算就可以得到局部應(yīng)力 應(yīng)變的循環(huán)次數(shù)，并用雨流矩陣的形式表示出 來。在疲勞分析中，由于雨流計(jì)數(shù)法與應(yīng)力應(yīng) 變遲滯環(huán)直接相關(guān)（如右圖所示），作為雙參 數(shù)法，又在計(jì)數(shù)原則上有一定的力學(xué)依據(jù)，是 目前最為重要和先進(jìn)的計(jì)數(shù)方法。 4、載荷數(shù)據(jù)處理用戶使用目標(biāo)建立 根據(jù)用戶調(diào)研結(jié)論（期望行駛里程、各典型路面比例等），將采集到的用戶載荷數(shù)據(jù)經(jīng)過外推和 疊加，得到車輛整個(gè)壽命周期內(nèi)所承受的載荷，即用戶使用目標(biāo)。 倒車 壞路 城市道路 高速公路 一般路 緊急轉(zhuǎn)向 緊急制動(dòng) 用戶使用目標(biāo) /耐久性目標(biāo) 高速過坎 5、關(guān)聯(lián)關(guān)系建立（制定/優(yōu)化道路試驗(yàn)規(guī)范） 根據(jù)相對(duì)損傷強(qiáng)度和三維雨流數(shù)據(jù)（幅值-均值直方圖）建立試驗(yàn)場(chǎng)與用戶道路之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系， 利用多元回歸分析將各種試驗(yàn)場(chǎng)路面進(jìn)行合理的排列組合，以達(dá)到90%的用戶道路使用目標(biāo)。并據(jù) 此設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，最終形成試驗(yàn)規(guī)范。 12 lg2005 n curve