王文龍，李華雷，胡思良，于志超

(1.長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心，河北保定 071000；2.河北省汽車(chē)工程技術(shù)研究中心,河北保定 071000)

?

基于試驗(yàn)場(chǎng)真實(shí)載荷譜的懸架疲勞試驗(yàn)研究

王文龍1,2，李華雷1,2，胡思良1,2，于志超1,2

(1.長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心，河北保定 071000；2.河北省汽車(chē)工程技術(shù)研究中心,河北保定 071000)

介紹一種新的懸架疲勞試驗(yàn)方法?；谠囼?yàn)場(chǎng)真實(shí)載荷譜準(zhǔn)確獲取懸架隨機(jī)載荷譜，應(yīng)用雨流分析得到均幅值載荷分布規(guī)律；編制程序載荷譜并簡(jiǎn)化；根據(jù)簡(jiǎn)化后程序載荷譜進(jìn)行懸架疲勞臺(tái)架試驗(yàn)，失效情況與路試結(jié)果吻合，驗(yàn)證該方法的可行性。

懸架疲勞試驗(yàn)；雨流分析；程序載荷譜

0 引言

近期，某公司某型車(chē)在整車(chē)可靠性耐久路試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)上下控制臂、縱臂和轉(zhuǎn)向節(jié)處軸套均出現(xiàn)失效(如圖1所示)。前期該車(chē)型已完成懸架疲勞耐久臺(tái)架試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為合格，因此與整車(chē)路試結(jié)果不符。由于路試是根據(jù)用戶(hù)實(shí)際需求進(jìn)行試驗(yàn)，各路況接近用戶(hù)真實(shí)使用工況，所以懸架總成臺(tái)架試驗(yàn)出現(xiàn)載荷失真的情況，即試驗(yàn)場(chǎng)載荷與理論計(jì)算載荷存在差異，且目前試驗(yàn)設(shè)備未能直接加載載荷譜，導(dǎo)致臺(tái)架試驗(yàn)無(wú)法保證產(chǎn)品的可靠性。為了解決載荷差異及設(shè)備加載問(wèn)題，故針對(duì)載荷譜臺(tái)架疲勞試驗(yàn)方法進(jìn)行研究。

1 數(shù)據(jù)采集

根據(jù)國(guó)內(nèi)外各汽車(chē)公司長(zhǎng)期所積累的經(jīng)驗(yàn)，目前載荷譜采集方法主要有5種[1]：

四、護(hù)理團(tuán)隊(duì)在規(guī)范化鎮(zhèn)痛中的重要作用。通過(guò)圍術(shù)期鎮(zhèn)痛管理在制度流程上的完善，手術(shù)室及外科病房的護(hù)理人員在整個(gè)圍術(shù)期鎮(zhèn)痛管理中會(huì)起到非常重要的作用，包括術(shù)前疼痛管理的宣教、術(shù)后鎮(zhèn)痛泵的管理、疼痛的評(píng)估等，這能夠讓患者得到及時(shí)、有效的鎮(zhèn)痛服務(wù)。同時(shí)通過(guò)各種有效的護(hù)理手段對(duì)術(shù)后患者進(jìn)行全面的心理干預(yù)，降低患者的疼痛程度。這樣會(huì)大大提高患者對(duì)護(hù)理工作的滿(mǎn)意度，加快術(shù)后恢復(fù)速度。

(1)一輛試驗(yàn)車(chē)由一名特定的試驗(yàn)司機(jī)在選定的路段進(jìn)行多次試驗(yàn)(美國(guó)福特公司)；

(2)一輛試驗(yàn)車(chē)指定多名司機(jī)分別在選定的不同路段進(jìn)行試驗(yàn)(瑞典VOLVO公司)；

(3)一輛試驗(yàn)車(chē)指定多名司機(jī)分別在相同的路段進(jìn)行試驗(yàn)(德國(guó)奧迪公司和ZF公司)；

(4)一輛試驗(yàn)車(chē)指定一名司機(jī)跟隨相關(guān)用戶(hù)在相應(yīng)路段進(jìn)行試驗(yàn)(德國(guó)奧迪公司)；

(5)多輛試驗(yàn)車(chē)由多名司機(jī)在相同路段進(jìn)行試驗(yàn)(美國(guó)通用公司)。

綜合考慮成本及試驗(yàn)時(shí)間，最終選擇方法三(選擇3名司機(jī))，對(duì)選定13種路況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，總共采集3組數(shù)據(jù)。由于研究的目的是為了獲得車(chē)輛實(shí)際的載荷譜作為后續(xù)臺(tái)架試驗(yàn)的輸入，主要需要車(chē)輪輪心處各類(lèi)載荷。各通道命名如表1所示。

表1 通道命名

2 數(shù)據(jù)處理

2.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理及選擇

從一維程序載荷譜中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)處理后的載荷譜數(shù)據(jù)存在加載頻次過(guò)大的情況，需利用損傷計(jì)算原理，剔除小損傷數(shù)據(jù)，減少試驗(yàn)頻次，縮短試驗(yàn)周期。

我國(guó)常態(tài)化的公務(wù)員培訓(xùn)始于上世紀(jì)80年代，至今已有30多年的歷史。應(yīng)該說(shuō)，這種常態(tài)化的公務(wù)員培訓(xùn)對(duì)于公務(wù)員能力和政府競(jìng)爭(zhēng)力的提升起到了極為重要的作用。“人民日益增長(zhǎng)的對(duì)美好生活需要和公務(wù)員能力素質(zhì)不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾”已經(jīng)成為公務(wù)員培訓(xùn)所必須解決的一個(gè)重大課題和當(dāng)務(wù)之急。要成功化解這一主要矛盾，就必須對(duì)現(xiàn)行的公務(wù)員培訓(xùn)（包括培訓(xùn)理念、培訓(xùn)模式和培訓(xùn)評(píng)估等）進(jìn)行全面的變革和創(chuàng)新。筆者認(rèn)為，以“具身認(rèn)知”理論為視角，根據(jù)“具身認(rèn)知”理論的核心意蘊(yùn)及對(duì)公務(wù)員培訓(xùn)的新啟示，重新審視和反思現(xiàn)行公務(wù)員培訓(xùn)中的存在問(wèn)題，以探索公務(wù)員培訓(xùn)變革和創(chuàng)新的理論邏輯和實(shí)踐路徑，不失為一種可行且有效的方法。

表2 右后輪數(shù)據(jù)選擇(損傷)

2.2 數(shù)據(jù)外推及換算

臺(tái)架安裝示意圖如圖3所示。在實(shí)際零部件疲勞破壞過(guò)程中，載荷加載順序起一定的作用，所以在臺(tái)架試驗(yàn)載荷加載過(guò)程中，需指定載荷加載順序。目前主要有4種：“低→高”、“高→低”、“低→高→低”和“高→低→高”。這里作者使用“低→高→低”的加載順序進(jìn)行試驗(yàn)。

圖中：Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz為傳感器中心載荷；Fx1、Fy1、Fz1、Mx1、My1、Mz1為車(chē)輪中心載荷；Fx2、Fy2、Fz2為車(chē)輪接地點(diǎn)的載荷；R為車(chē)輪滾動(dòng)半徑；a為六分力傳感器偏距。

六分力傳感器采集到的數(shù)據(jù)為傳感器中心數(shù)據(jù)，由于受臺(tái)架試驗(yàn)工裝和液壓伺服作動(dòng)器功能限制，X、Y向臺(tái)架試驗(yàn)只能在輪胎接地點(diǎn)進(jìn)行加載，所以需對(duì)載荷譜數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)換算。這里根據(jù)力的平移和平衡定理進(jìn)行數(shù)據(jù)換算。將載荷數(shù)據(jù)依次(點(diǎn)B-點(diǎn)A-點(diǎn)O)換算，如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)換算示意圖

在學(xué)界和實(shí)務(wù)界中死刑的存廢是熱點(diǎn)話(huà)題。支持死刑制度廢除的學(xué)者，有的認(rèn)為應(yīng)當(dāng)在立法上直接廢除死刑，這樣能夠起到治本的作用；也有的認(rèn)為應(yīng)當(dāng)在司法上限制死刑的適用，擱置、凍結(jié)死刑制度，在事實(shí)上先廢除死刑；也有的認(rèn)為應(yīng)當(dāng)立法廢除與司法限制改革并行。無(wú)論他們對(duì)死刑制度改革路徑持有何種觀點(diǎn)，他們都代表的是一種精英思維，精英思維始終占據(jù)的是少數(shù)，真正占據(jù)多數(shù)的是大眾觀念，而大眾觀念所普遍信奉的是“殺人償命，天經(jīng)地義”的常識(shí)主義刑法觀。

（1）通過(guò)學(xué)生的互補(bǔ)學(xué)習(xí)，有效促進(jìn)學(xué)生共同進(jìn)步。通過(guò)加強(qiáng)學(xué)生間的互補(bǔ)學(xué)習(xí)可以有效促進(jìn)學(xué)生共同進(jìn)步，取得多贏的效果。將全部學(xué)生分為若干個(gè)小組，學(xué)生在小組內(nèi)通過(guò)自由探索和多方互動(dòng)討論的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且能夠活躍學(xué)生的思維，使其專(zhuān)注的投入到學(xué)習(xí)中去。學(xué)生在學(xué)習(xí)小組內(nèi)，通過(guò)老師適時(shí)的引導(dǎo)以及同學(xué)間的相互幫助、相互學(xué)習(xí)，可以最大程度的發(fā)揮自身的主觀能動(dòng)性，并且在教師正確的引導(dǎo)下更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。

2.3 程序譜編輯

截至2014年4月30日，江蘇省秦淮河水利工程管理處管轄范圍內(nèi)的武定門(mén)閘（6孔×8 m）為外秦淮河引江換水開(kāi)閘3193天，調(diào)水105.29億m3，平均每天為外秦淮河引換水量達(dá)329.75萬(wàn) m3，引換水平均流量達(dá)38.16 m3/s；秦淮新河抽水站（5 臺(tái)×10 m3/s）為外秦淮河引江換水開(kāi)機(jī)827天，運(yùn)行7.587萬(wàn)臺(tái)時(shí)，抽江水27.30億 m3；秦淮新河閘（12 孔×6 m）開(kāi)閘引水124天，引江水4.24億m3。

采用變均值法按照式(1)將二維程序載荷譜簡(jiǎn)化為一維程序載荷譜，見(jiàn)表4。

經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后的試驗(yàn)場(chǎng)載荷譜數(shù)據(jù)是一種隨機(jī)數(shù)據(jù)，需用一種合理的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)。在疲勞壽命研究領(lǐng)域，雨流計(jì)數(shù)法已經(jīng)被證明是最為有效的技術(shù)方法，在時(shí)間序列的載荷周期計(jì)數(shù)分析中得到廣泛應(yīng)用。雨流計(jì)數(shù)可以得到載荷幅值、均值和相應(yīng)頻次的關(guān)系，考慮了動(dòng)強(qiáng)度(幅值)和靜強(qiáng)度(均值)兩個(gè)變量，符合疲勞載荷本身的固有特性[3]。利用雨流計(jì)數(shù)方法，對(duì)均值按等間距分級(jí)，形成8級(jí)二維程序載荷譜，見(jiàn)表3。

式中：Mi為第i級(jí)幅值所對(duì)應(yīng)的平均值；Mj為第j級(jí)均值；nij為第i級(jí)幅值、j級(jí)均值的頻次。

表4 一維程序載荷譜

采用GlyphWorks軟件對(duì)實(shí)測(cè)3組數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)失真、車(chē)速、車(chē)重3個(gè)方面檢驗(yàn)，鑒別信號(hào)有效性，對(duì)異常信號(hào)進(jìn)行選取修正，將最能反映真實(shí)載荷的數(shù)據(jù)通道選擇出來(lái)。采用偽損傷計(jì)算方法，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)中各通道的偽損傷值求均值、求均值差、求差值向量的模、計(jì)算每組數(shù)據(jù)差值向量的模的和，選擇模最小的數(shù)據(jù)作為目標(biāo)數(shù)據(jù)。以右后輪數(shù)據(jù)選擇為例(見(jiàn)表2)，最終選取第2組數(shù)據(jù)作為目標(biāo)數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)治療通常采用外固定支架或跨關(guān)節(jié)外固定架作為一期治療，二期在軟組織條件允許后改行切開(kāi)復(fù)位內(nèi)固定［6］。外固定支架作為初始固定，可以方便對(duì)傷口進(jìn)行處理［7,8］，并初步維持骨折復(fù)位，為軟組織的修復(fù)提供穩(wěn)定的平臺(tái)。但這種方案治療周期較長(zhǎng)，初期外固定支架對(duì)患者日?；顒?dòng)影響較大，術(shù)后限制功能活動(dòng)的時(shí)間較長(zhǎng)，釘?shù)栏腥?、松?dòng)、血管神經(jīng)損傷、肌肉損傷及關(guān)節(jié)軟骨損傷、持續(xù)疼痛、瘢痕及再骨折的發(fā)生率較高［9］。復(fù)位丟失發(fā)生率高，二期內(nèi)固定復(fù)位困難。許多患者有其他的多種合并癥及內(nèi)科問(wèn)題，短期無(wú)法改行內(nèi)固定，導(dǎo)致二期內(nèi)固定延遲，外固定支架存留時(shí)間及關(guān)節(jié)固定時(shí)間延長(zhǎng)，從而影響關(guān)節(jié)功能恢復(fù)［10］。

從表5中可以看出：第一級(jí)和第二級(jí)損傷占比率較低，且加載頻次較多，為了縮短試驗(yàn)時(shí)間，這里將此數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除損傷保留為92.43%，滿(mǎn)足損傷保留90%～95%的要求。