馮棟　閆彥朋

摘 要：汽車(chē)可靠性試驗(yàn)是進(jìn)行汽車(chē)研發(fā)的重要環(huán)節(jié)之一，也是評(píng)估該產(chǎn)品的性能、使用期限的重要方法。文中從簡(jiǎn)述汽車(chē)可靠性試驗(yàn)辦法入手，分析各個(gè)路況里程分配、車(chē)輛載荷等情況，并采用虛擬實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行仿真分析，為深入進(jìn)行汽車(chē)可靠性研究提供有效依據(jù)。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)；可靠性；道路試驗(yàn)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)也經(jīng)歷了飛躍性的發(fā)展，雖然我國(guó)汽車(chē)工業(yè)起步比較晚，但發(fā)展速度較快，從整體上還與歐美汽車(chē)發(fā)達(dá)國(guó)家有一定的差距。汽車(chē)的可靠性試驗(yàn)是汽車(chē)發(fā)展中必不可少的環(huán)節(jié)，也會(huì)汽車(chē)道路試驗(yàn)重要的部分之一，該實(shí)驗(yàn)不僅可以檢驗(yàn)產(chǎn)品是否合格，也可以為修改和優(yōu)化設(shè)計(jì)提供合理的參考。使用虛擬試驗(yàn)場(chǎng)軟件對(duì)汽車(chē)的可靠性展開(kāi)試驗(yàn)，綜合相關(guān)材料，對(duì)汽車(chē)的壽命展開(kāi)分析和評(píng)估，為汽車(chē)產(chǎn)品提供有效的服務(wù)。

1.簡(jiǎn)述汽車(chē)可靠性試驗(yàn)辦法

汽車(chē)可靠性道路試驗(yàn)依照交通部門(mén)試驗(yàn)場(chǎng)相關(guān)規(guī)范展開(kāi)，可靠性、耐久性選取的實(shí)驗(yàn)道路包含搓板路、扭曲路、卵石路。實(shí)際實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，派專(zhuān)業(yè)人員做駕駛員，設(shè)定相同的速度行駛在不相同的大路上，本次試驗(yàn)使用美國(guó)的NICOLET32通道數(shù)據(jù)采集器展開(kāi)數(shù)據(jù)的采集工作。采樣的頻率設(shè)置為10kHz，試驗(yàn)對(duì)中央通道、右側(cè)及左側(cè)的B柱底部三個(gè)部位的X、Y、Z加速度值，左右兩側(cè)B柱處對(duì)于沖擊的相應(yīng)基本相同，測(cè)試數(shù)據(jù)根據(jù)駕駛?cè)藛T測(cè)信號(hào)為目標(biāo)信號(hào)。實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，測(cè)試路面平整，測(cè)試車(chē)輛整體性能較好，車(chē)速設(shè)置為50km/h。

2.合理分配試驗(yàn)里程

汽車(chē)可靠性試驗(yàn)是為考核汽車(chē)的耐久性和可靠性的重要手段，本文的以某汽車(chē)公司的EQ1074G載貨汽車(chē)為研究對(duì)象，對(duì)該汽車(chē)的可靠性強(qiáng)化路面及普通路面的行駛情況展開(kāi)分析，研究車(chē)輛處在不同位置的變形量、試驗(yàn)道路的行駛要求及仿真性展開(kāi)測(cè)試，為汽車(chē)的可靠性研究提供重要依據(jù)。本次試驗(yàn)采用15000km為里程展開(kāi)試驗(yàn)，該里程包含試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)12000km，山路3000km。根據(jù)強(qiáng)化系數(shù)15折算，15000km可靠性試驗(yàn)相當(dāng)于用戶(hù)實(shí)際采用225000km。本次試驗(yàn)所行駛的實(shí)驗(yàn)包含石塊路、長(zhǎng)坡路、高速路、普通路面，不同道路在試驗(yàn)中擁有的里程及比例如表1。

3.輪胎氣壓及試驗(yàn)道路行駛要求

那些載貨汽車(chē)因裝載質(zhì)量變化加大，所以輪胎氣壓也會(huì)隨之得到相對(duì)應(yīng)的改變，不然在空載時(shí)將嚴(yán)重影響乘客的舒適性能。在實(shí)際應(yīng)用中，車(chē)輛如果長(zhǎng)時(shí)間放置氣壓不可避免會(huì)降低，試驗(yàn)的過(guò)程中，可以根據(jù)廠(chǎng)家要求氣壓把輪胎氣壓設(shè)置為半載和滿(mǎn)載兩種狀態(tài)。根據(jù)所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)場(chǎng)道，本次研究車(chē)輛行駛路線(xiàn)如圖1循環(huán)進(jìn)行。

4.測(cè)量車(chē)輛不同部位變形量

實(shí)際試驗(yàn)之前，對(duì)車(chē)輛需要考核部位選取某一參考點(diǎn)，例如：使用車(chē)的5個(gè)車(chē)門(mén)及其門(mén)框、車(chē)架、引擎蓋等部位，進(jìn)行試驗(yàn)前，在試驗(yàn)過(guò)程中及實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后對(duì)所設(shè)施的參考點(diǎn)相對(duì)某一基準(zhǔn)點(diǎn)的尺寸進(jìn)行測(cè)量，明確其變化量。除了要對(duì)專(zhuān)項(xiàng)部位給予考察之外，在實(shí)際試驗(yàn)之前及結(jié)束后要對(duì)這些車(chē)輛的基本參數(shù)給予測(cè)量，從而對(duì)各個(gè)參數(shù)的變化量進(jìn)行確定。

5.設(shè)置試驗(yàn)仿真

采用整車(chē)作為分析對(duì)象，仿真使用整車(chē)模型是在某車(chē)型的基礎(chǔ)之上，增設(shè)了發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎等組織，根據(jù)汽車(chē)道路試驗(yàn)的特點(diǎn)，以不影響計(jì)算要求及精度為基礎(chǔ)，最大可能的減少模型的單元數(shù)，從而縮減運(yùn)算成本和時(shí)間。邊界條件包含車(chē)速和路面，為防止穿透，設(shè)置輪胎和路面的距離是1—2mm，輪胎與路面的接觸選用店面接觸。因給路面設(shè)定的速度為50km/h，為了防止輪胎模型中的橡膠材料在計(jì)算時(shí)不要出現(xiàn)負(fù)體積及節(jié)點(diǎn)速度不斷增大等相關(guān)問(wèn)題，所設(shè)置的接觸類(lèi)型是INTERIOR。為合理掌控因單點(diǎn)而積分導(dǎo)致出現(xiàn)沙漏問(wèn)題，確保所求結(jié)果的精度，設(shè)置的沙漏系數(shù)是0.1，仿真過(guò)程設(shè)置為1.0m。對(duì)計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，文中采集試驗(yàn)和仿真的數(shù)據(jù)展開(kāi)對(duì)比，因?qū)嵻?chē)試驗(yàn)過(guò)程中安裝在車(chē)身的三維加速度傳感器，主要測(cè)出中央通道、左側(cè)和右側(cè)B柱底部的X、Y、Z三個(gè)方向的加速度數(shù)值，在仿真過(guò)程中選取同一位置加以設(shè)置并輸出相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。左側(cè)和右側(cè)B柱處對(duì)沖擊的相應(yīng)基本相同，數(shù)據(jù)信息采用駕駛員側(cè)信號(hào)當(dāng)做目標(biāo)信號(hào)。根據(jù)測(cè)試結(jié)果可知，仿真加速度明顯比實(shí)測(cè)值小，這與實(shí)車(chē)試驗(yàn)的隨機(jī)性能有很大關(guān)系。有些數(shù)據(jù)結(jié)果顯示仿真數(shù)據(jù)比實(shí)測(cè)值要大，是因?yàn)榉抡媛访鏇](méi)有出現(xiàn)磨損，對(duì)于車(chē)輛輪胎的沖擊較大，實(shí)車(chē)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)車(chē)速有比設(shè)定數(shù)值50km/h低，加之仿真時(shí)選取的測(cè)點(diǎn)位置存在誤差等一系列因素，致使仿真結(jié)果降低，可以對(duì)模型進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，精確選取的測(cè)點(diǎn)位置，從而提升仿真的可靠性和準(zhǔn)確性。實(shí)際測(cè)試和仿真曲線(xiàn)特征點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)刻沒(méi)有對(duì)應(yīng)上，這是因?qū)崪y(cè)與仿真所設(shè)定的觸發(fā)時(shí)間有所偏差所致，不會(huì)影響整體的分析結(jié)果，可以進(jìn)行反復(fù)多次從而使觸發(fā)時(shí)間吻合。采用虛擬試驗(yàn)場(chǎng)軟件處理之后，可以求得仿真曲線(xiàn)幅值的平均數(shù)值，保障試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)正確性的基礎(chǔ)上，通過(guò)多次仿真對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn)，從而使實(shí)測(cè)與仿真均值的差距不超過(guò)15%。

6.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，汽車(chē)可靠性道路試驗(yàn)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作，必須多道路的耐久性進(jìn)行試驗(yàn)，從而提升車(chē)輛適應(yīng)道路的能力。文中以汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)可靠性道路試驗(yàn)的仿真分析為研究依據(jù)，提出汽車(chē)可靠性試驗(yàn)辦法、合理分配里程、輪胎氣壓及試驗(yàn)道路行駛要求等方面的要求，介紹了以虛擬試驗(yàn)軟件進(jìn)行仿真分析的重要性。

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