如何将整车路谱等效转换为台架用加速耐久载荷谱? | 指南

文摘   2024-08-28 07:55   上海  

- 统一回答下星友们关心的问题:如何将车辆采集的原始路谱,转化为台架用的耐久载荷谱?

- 原创,作者:Mr.H,SysPro系统工程智库内部学习用

- 以下内容仅供参考,具体内容结合实际项目需要更改、拓展

 导语:机械疲劳耐久、带载温度循环耐久(PTCE)、高温运行耐久(HTOE),并称为电驱动系统疲劳寿命耐久试验的“三座大山”。提到寿命验证,最核心的思想是要“源于整车,用于整车”,如果说最后台架验证的效果无法反映车辆在真实驾驶环境中的里程/寿命要求,那么一切都是徒劳的。之前我们对电驱动系统的机械疲劳耐久分享过一些理解,主要回答了三个问题:

  • 1. 整车寿命与传动系统疲劳寿命的等效关系是什么?

  • 2. 现有标准能否满足考核要求?

  • 3. 电驱动系统疲劳寿命试验的定制化设计,怎么做?

    知识星球链接:SysPro | 新能源电驱动系统标准解读与拓展 | 总目录

本文对第3部分关于"定制化"设计做个补充说明,系统性地阐述:
  • 4. 为什么要将整车路谱转换为台架用载荷谱?
  • 5. 如何将整车路谱等效转换为台架用加速耐久载荷谱?

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为什么要将整车路谱转换为台架用载荷谱?

做过开发预算的小伙伴们应该清楚,研发费用的主要来源有三:labor, sample, test。而在sample和test中,费用开支最大的项目就是耐久测试,小则以周计,大则按月计,花钱如流水。
与此同时,作为OEM要为终端用户负责,如何在规定的可靠度和置信水平边界要求下,确保产品满足整车真实驾驶环境下的里程和寿命要求?如何在开发周期、项目预算有限的前提下完成上述验证工作?是作为研发人员所要思考和必须负责的话题。
因此,有必要在保证对产品损伤效果一致或接近的前提下,对整车的原始路谱进行加速、简化,以减少测试时间和成本,提升台架测试效率、能力和效益。

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如何将整车路谱等效转换为台架用耐久载荷谱?

将整车路谱转换为台架用耐久载荷谱可以总结为以下八步过程,通过这八个步骤,可以确保台架测试能够准确模拟整车在实际道路行驶中的耐久性能。

图片来源:SysPro系统工程智库

下面我详细解释下。

第一步:收集、分析车辆真实路谱

这一步是数据基础,主要是收集和分析整车在实际道路行驶过程中遇到的各种负载情况。这些负载可能包括不同路面类型、不同速度、不同加速度、不同转向角度以及不同载重等条件下的车辆受力情况。
其目的是将整车全生命周期中,不同路谱的动态秒点数据(扭矩-转速-时间)快速转化为静态的时间累计分布图,以及对应损伤累计分布图 ,如下图所示。

图片来源:SysPro系统工程智库

关于这一环节,我在知识星球放了一个小工具,感兴趣的小伙伴可以下载查阅。相关文章:电驱动系统的动态静态载荷谱转换表 v2.0,一个非常实用的小工具

图片来源:SysPro系统工程智库

备注:这一步更多的目的是对比分析加速载荷谱的合理性,对于下面的环节并不是必要的条件(软件可以直接加载原始路谱)。


第二步:根据部件损伤机制,定义S-N曲线(知识星球发布) ...


第三步:仿真计算原始路谱下的损伤累积(知识星球发布) ...

图片来源:网络


第四步:识别关键损伤机制(知识星球发布) ...
图片来源:SysPro系统工程智库

第五步:定义损伤优化求解器(知识星球发布) 

这一步一般是核心,遵循两个原则 ...
到此为止,经过求解器的计算,可以获得包含单一工况的加速耐久载荷谱,显而易见,远远不够 ...

第六步:多工况载荷谱的衍化

局限性...

解决方案...

第七步:生成台架用加速耐久载荷谱(知识星球发布) 

根据第五步不同的求解策略,结合步骤六的多工况衍化,至少可以获取以下两种台架用载荷:...
到此为止,经过求解器的计算,可以获得不同版本/侧重点的多工况的加速耐久载荷谱,但这还没有结束!

第八步:反向迭代,优化加速载荷谱(知识星球发布) 

不同的求解策略,不同的结果,哪一种更为合适呢?...

图片来源:SysPro系统工程智库


以上是关于整车路谱等效转换为台架用加速耐久载荷谱的Why和How的解释(节选),完整版内容及其相关小工具在知识星球【SysPro系统工程智库】中发布,建议大家结合知识星球中<机械耐久>三部曲内容,后续我也会上传一些相关的分析报告或论文,以便于从实践角度理解其中的逻辑方法

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2024年8月27日
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