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四立柱可靠性试验载荷谱标准化方法研究

振动与冲击 2022年第5期41卷 251-260页

作者：赵礼辉杨鹏翁硕冯金芝郑松林上海理工大学机械工程学院上海200093 机械工业汽车底盘机械零部件强度与可靠性评价重点实验室上海200093 上海市新能源汽车可靠性评价公共技术服务平台上海200093

基于四立柱的台架试验是整车开发过程中可靠性评价的重要方式,当前以试验场整车载荷采集-路谱迭代的试验方式需要对每一个车型均进行实车载荷测量,存在试验周期长且产品可靠性不足时改进成本高等问题。以同一试验场可靠性规范下不同车... 详细信息

基于四立柱的台架试验是整车开发过程中可靠性评价的重要方式,当前以试验场整车载荷采集-路谱迭代的试验方式需要对每一个车型均进行实车载荷测量,存在试验周期长且产品可靠性不足时改进成本高等问题。以同一试验场可靠性规范下不同车型载荷相似性基础,开展整车四立柱台架试验载荷谱的标准化研究。分析四种车型整车四立柱台架试验载荷特征,确定各路况下不同车型同一车轮在时域、频域及损伤域的相似性,左右轮载荷时域相关及频域相干、前后轮载荷间时延特征;以同一车轮的功率谱密度分布拟合,选取覆盖一定百分位水平的功率谱作为目标重构单侧车轮时域载荷信号;综合相关和相干特征构造对侧车轮时域载荷历程;基于前后车轮时延特征,构造后轮载荷历程,最终形成整车四立柱台架试验标准化载荷谱。通过对比标准化载荷谱和实测道路谱的时域、频域、雨流、损伤,分析标准化载荷谱的合理性,以某SUV实际台架试验进行实际验证。结果表明,构造的标准化载荷谱有效复现试验场载荷下的失效情况,可为整车可靠性的快速验证提供有效手段。

关键词：标准化载荷四立柱载荷特征相干函数相关系数

轻型货车前桥焊缝失效载荷分析与厚度匹配优化

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汽车工程 2022年第7期44卷 1107-1115页

作者：冯金芝袁承麟于佳伟刘新荣赵礼辉上海理工大学机械工程学院上海200093 机械工业汽车机械零部件强度与可靠性评价重点实验室上海200093 上海市新能源汽车可靠性评价公共技术平台上海200093 上海机动车检测认证技术研究中心有限公司上海201805 义和车桥有限公司技术中心诸城262200

针对某轻型货车前桥焊缝疲劳失效问题,在试验场采集车辆耐久试验载荷谱,通过虚拟迭代的方法得到前桥各连接点的载荷时间历程,建立前桥有限元模型,并采用惯性释放方法对前桥焊缝进行疲劳寿命仿真,分析结果与试车试验场道路试验失效特征一... 详细信息

针对某轻型货车前桥焊缝疲劳失效问题,在试验场采集车辆耐久试验载荷谱,通过虚拟迭代的方法得到前桥各连接点的载荷时间历程,建立前桥有限元模型,并采用惯性释放方法对前桥焊缝进行疲劳寿命仿真,分析结果与试车试验场道路试验失效特征一致,验证了模型的准确性;进一步通过虚拟应变片获得焊缝处局部应力状态,通过损伤方向分布、单轴损伤对比和主应力方向分布,确定试验场随机道路载荷下前桥焊缝处失效主导载荷;分析失效焊缝区域中3处焊缝厚度对疲劳寿命的影响趋势。最后运用自适应响应面法对三者进行匹配优化,对优化后前桥进行疲劳寿命仿真分析,结果表明焊缝区疲劳寿命提升近8倍,试验场道路试验也满足10000 km不失效的耐久性要求。

关键词：轻型货车前桥焊缝疲劳载荷谱失效主导载荷焊缝厚度优化

腐蚀损伤对AA7075-T651铝合金疲劳行为影响的研究

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中国腐蚀与防护学报 2022年第3期42卷 486-492页

作者：翁硕俞俊赵礼辉冯金芝郑松林上海理工大学机械工程学院上海200093 机械工业汽车机械零部件强度与可靠性评价重点实验室上海200093 上海市新能源汽车可靠性评价公共技术平台上海200093

为研究腐蚀损伤对AA7075-T651铝合金疲劳行为的影响,首先分别将AA7075-T651铝合金试样浸泡在3.5%(质量分数) NaCl溶液中150和500 h,然后,使用含腐蚀损伤试样进行疲劳试验,获得含不同腐蚀损伤特征试样的疲劳寿命分布特征。结果表明,与原... 详细信息

为研究腐蚀损伤对AA7075-T651铝合金疲劳行为的影响,首先分别将AA7075-T651铝合金试样浸泡在3.5%(质量分数) NaCl溶液中150和500 h,然后,使用含腐蚀损伤试样进行疲劳试验,获得含不同腐蚀损伤特征试样的疲劳寿命分布特征。结果表明,与原始试样的疲劳寿命相比,相同载荷条件下腐蚀损伤会明显地降低铝合金的疲劳寿命,但是,尽管浸泡500 h试样的腐蚀损伤特征尺寸明显大于浸泡150 h的,两者的疲劳寿命差异却并不明显。针对腐蚀损伤特征与疲劳寿命的关系,本文采用缺口系数相关的Stromeyer三参数S-N预测模型,对含腐蚀损伤铝合金试样的疲劳寿命进行了预测分析,实验结果基本分布在预测结果的二倍分散带内,有效地验证了该寿命预测方法的准确性。

关键词：腐蚀损伤疲劳寿命 AA7075-T651铝合金

基于联合仿真技术车辆有限带宽主动悬架控制系统

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上海交通大学学报 2006年第6期40卷 952-957页

作者：冯金芝喻凡上海交通大学振动冲击噪声国家重点实验室

叙述了基于联合仿真技术某工程车辆有限带宽主动悬架控制器的设计过程.首先在ADAMS/View软件环境下建立了该工程车辆虚拟样机,并利用实车道路试验数据对其进行了验证;设计了基于联合PID和模糊控制策略的有限带宽主动悬架控制器,并用Matl... 详细信息

叙述了基于联合仿真技术某工程车辆有限带宽主动悬架控制器的设计过程.首先在ADAMS/View软件环境下建立了该工程车辆虚拟样机,并利用实车道路试验数据对其进行了验证;设计了基于联合PID和模糊控制策略的有限带宽主动悬架控制器,并用Matlab/Simulink的S-Function函数模块编制了控制算法以及定义了与ADAMS/View环境下车辆模型数据交换的接口.然后基于ADAMS/View和Matlab/Simulink对设计的控制器进行联合仿真,标定控制器参数直至达到满意控制效果.最后与被动悬架系统进行了对比,结果表明,本文设计的有限带宽主动悬架控制器改善了车辆的行驶平顺性和操纵稳定性,从而提高了车辆的最大行驶速度.

关键词：有限带宽主动悬架联合仿真 PID控制模糊控制

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反映衬套复杂力学特性的悬架系统动力学模型

机械强度 2022年第3期44卷 588-593页

作者：冯金芝高若奇郑松林刘书帆张启涛顾晗上海理工大学机械工程学院上海200093 机械工业汽车机械零部件强度与可靠性评价重点实验室上海200093 上海汇众汽车制造有限公司上海200122

动力学仿真是先进悬架系统开发不可缺少的手段,模型的精度影响了产品开发的效率。悬架系统中的衬套部件对整车性能有很大的影响,悬架系统动力学建模时需要准确描述其复杂的非线性力学特性。而多体动力学仿真软件Adams内置的悬架衬套模... 详细信息

动力学仿真是先进悬架系统开发不可缺少的手段,模型的精度影响了产品开发的效率。悬架系统中的衬套部件对整车性能有很大的影响,悬架系统动力学建模时需要准确描述其复杂的非线性力学特性。而多体动力学仿真软件Adams内置的悬架衬套模型仅能粗略地反映其基本力学特性。应用了一种高阶分数导数三单元并联衬套数学模型,这种模型更好的描述了衬套黏弹力单元力学特性中的高阶性和非线性。基于Visual Studio-Intel Visual Fortran平台,结合Fortran语言以及Adams内置函数规则,完成衬套数学模型的编写和编译,搭建了悬架系统动态仿真平台。最后在动态K&C试验台上进行了正弦扫频、水泥裂缝路谱以及“S”弯路谱激励试验,对提出的建模方法进行了验证。

关键词：非线性动力学黏弹特性 Fortran语言 Adams 建模方法

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悬架动态K&C试验典型激励谱的编制研究

机械强度 2022年第4期44卷 965-971页

作者：冯金芝付道琪郑松林郑光磊薛海龙林阳上海理工大学机械工程学院上海200093 机械工业汽车机械零部件强度与可靠性评价重点实验室上海200093 上海汇众汽车制造有限公司上海200122

传统的准静态K&C特性试验加载频率较低,不能全面有效地反映出由减振器阻尼及衬套黏弹性等引起的悬架系统力学特性的滞后效应,而悬架动态K&C特性试验能够弥补准静态特性试验的不足。动态K&C试验的开发涉及到激励谱和性能评价两方面的研... 详细信息

传统的准静态K&C特性试验加载频率较低,不能全面有效地反映出由减振器阻尼及衬套黏弹性等引起的悬架系统力学特性的滞后效应,而悬架动态K&C特性试验能够弥补准静态特性试验的不足。动态K&C试验的开发涉及到激励谱和性能评价两方面的研究内容,以某A级轿车为研究载体,通过某试车场道路载荷谱采集试验及仿真分析,经过台架试验迭代,设计了悬架动态K&C特性试验的典型激励谱,并通过台架试验与虚拟试验验证了其有效性。研究表明,应用所设计的典型激励谱进行试验,可以有效地反映出悬架的动态特性,为车轮定位参数的研究以及K&C试验技术的开发提供一定的支持。

关键词：动态K&C特性道路载荷谱台架试验车轮定位参数典型激励谱

车辆悬架不确定性对行驶平顺性能影响的鲁棒保守性分析

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振动与冲击 2008年第8期27卷 52-55页

作者：孙涛冯金芝喻凡上海理工大学机械工程学院汽车工程研究所上海200093 上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室上海200030

车辆悬架系统中参数不确定性和未建模动态不确定性的存在,使鲁棒控制器的设计显得尤为重要,可是,由于系统设计中对模型不确定性处理的方法问题,导致闭环系统设计的鲁棒保守性增大,进而低估了车辆平顺性的鲁棒性能。通过线性分式变换理... 详细信息

车辆悬架系统中参数不确定性和未建模动态不确定性的存在,使鲁棒控制器的设计显得尤为重要,可是,由于系统设计中对模型不确定性处理的方法问题,导致闭环系统设计的鲁棒保守性增大,进而低估了车辆平顺性的鲁棒性能。通过线性分式变换理论对二自由度车辆主动悬架系统进行混合不确定建模分析,利用混合μ分析方法有效的降低了H∞控制和复数μ综合控制设计鲁棒控制器的保守性,使得车辆主动悬架系统的鲁棒性得到更好的保证。

关键词：悬架不确定性鲁棒控制器保守性

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扭转梁后桥侧向力试验规范的研究

汽车工程 2016年第2期38卷 252-256,247页

作者：郑松林邓鑫冯金芝上海理工大学机械工程学院上海200093 机械工业汽车底盘机械零部件强度与可靠性评价重点实验室上海200093

运用ADAMS软件对整车参数进行分析,结果表明后轴轴荷是影响后轮轮心侧向力的主要因素。据此,采用Hyper Works软件对其扭转梁后桥进行有限元分析,得出轮心侧向力幅与横梁关键部位应力幅呈线性关系。接着通过对现有多种乘用车扭转梁后桥... 详细信息

运用ADAMS软件对整车参数进行分析,结果表明后轴轴荷是影响后轮轮心侧向力的主要因素。据此,采用Hyper Works软件对其扭转梁后桥进行有限元分析,得出轮心侧向力幅与横梁关键部位应力幅呈线性关系。接着通过对现有多种乘用车扭转梁后桥疲劳试验案例的研究,建立了后轴轴荷与扭转梁后桥疲劳试验加载力之间的数学关系,制定了通用的扭转梁后桥侧向力试验规范。最后对新、旧规范进行对比分析,验证了新规范的可行性。

关键词：扭转梁后桥疲劳试验后轴轴荷轮心侧向力试验规范

某轿车前副车架服役载荷模拟试验加速方法研究

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机械工程学报 2016年第22期52卷 112-120页

作者：于佳伟郑松林冯金芝陈铁上海理工大学机械工程学院上海200093 上海理工大学机械工业汽车底盘零部件强度与可靠性评价重点实验室上海200093

服役载荷模拟试验能准确地预测零部件的疲劳寿命。为节省试验时间,急需开发出一套合理、实用的加速试验方法。重点研究在不具备结构局部应变响应,仅具备外部激励载荷如力、位移、和加速度等情况下的试验加速方法。基于修正Miner准则,以... 详细信息

服役载荷模拟试验能准确地预测零部件的疲劳寿命。为节省试验时间,急需开发出一套合理、实用的加速试验方法。重点研究在不具备结构局部应变响应,仅具备外部激励载荷如力、位移、和加速度等情况下的试验加速方法。基于修正Miner准则,以伪损伤保留比例作为小载荷删除准则,并结合疲劳数据编辑(Fatigue data editing,FDE)技术,提出一套便于工程应用的服役载荷模拟试验加速方法。以某轿车前副车架的疲劳试验为例,分别编制伪损伤保留比例为99%、95%和90%的加速谱。综合考虑各加速谱的载荷特征和加速效果,选用95%加速谱、90%加速谱和原始谱分别建立台架试验。试验结果表明两种加速谱在有效节省试验时间的同时,均获得了与原始谱相同的试验结果,且90%加速谱的加速试验效果更为显著。本方法便于工程应用,可为其他汽车零部件的服役载荷模拟试验提供参考。

关键词：服役载荷模拟试验伪损伤疲劳数据编辑(Fatigue data editing,FDE)技术小载荷删除准则加速试验