基于用户用途的汽车耐久性试验规范研究

1、基于用户用途的汽车耐久性规范研究基于用户用途的汽车耐久性规范研究 长安汽车 王万英 2012年11月12日 目 录 一、整车可靠性试验规范开发过程一、整车可靠性试验规范开发过程 二、汽车产品用户使用条件调研二、汽车产品用户使用条件调研 三、汽车载荷数据采集三、汽车载荷数据采集 四、载荷数据处理四、载荷数据处理 五、关联关系建立五、关联关系建立 1、整车可靠性试验规范开发过程用户关联过程工作框图 目标用户 使用情况 市场调研 用户道路 数据采集 试验场 数据采集 谱分析 雨流计数 谱分析 雨流计数 90%用户 使用目标 关联分析 优化、制定 试车方案 试验损伤强度 用户道路试验场 信 息分 析

2、用户道路 损伤强度 structural strength load spectrum in the field (customer) load spectrum of durability test cycle ? 使用载荷 试验载荷 设计强度 p 工作目标：建立考核强度适 中的试验规范 客户实际使用条件是一切产品的设计输入，也是所有试验规范的设计基础。因此，欲精确的进 行汽车可靠性、耐久性试验，在试验室或试验场中对车辆实际运行条件（路面状况、温度变化、 化学腐蚀条件等）进行模拟，就必须全面了解汽车产品的用户使用条件，即工作载荷。 2、汽车产品用户使用条件调研使用环境条件和工作载荷 p 需要

3、全面深入了解车辆的使用条件、期望寿命、全部载荷循环，以确定车辆的设计寿 命或使用目标，制定合理的试验规范。 典型用户地区（市场分布原则）：大多数用户使用区域，通常为销量较多、用户密集的地区 2、汽车产品用户使用条件调研调研区域的选择 特殊用户地区（特殊使用条件原则）：运营车使用区域、极端路面条件区域、极端环境条件区域 2011年7月前， 长安轿车销量 top10城市信息 2、汽车产品用户使用条件调研问卷调查 问卷调查内容： 目标用户的主要用途情况，各种用途的比例； 驾驶员的驾龄、性别、职业、驾驶习惯等，各种情况所占的比例； 期望使用年限、里程，年（月）行驶里程，各种情况所占的比例； 在各种路面

4、上（高速公路、一般公路、城郊道路、城市道路、坏路、山路、非铺装路等）的行驶比例，在各种 道路上的主要行驶车速以及不同车速所占比例，在各种道路上的装载情况以及不同装载情况所占的比例； 每月使用频次，副驾位置每月坐人次数，后排座椅使用频次（双排情况），各中情况所占比例； 空调、收音机等其他附件的使用频次、习惯，各中情况所占比例； 2、汽车产品用户使用条件调研行驶工况记录 主要记录信号： 记录信息：记录信息： 行驶路面分布比列 车速分布比列 发动机转速分布 每天行驶里程（使用周期） 行驶档位分布 制动次数 油门踏板工作次数 闭合件操作次数 节气门开度分布 瞬时油耗 环境温度 海拔高度 电器元件使用次

5、数（前后大灯、 雨刮、空调、转向灯、雾灯、 玻璃升降器等） 车辆总线数据can线信号 车辆运行路线gps信号 路面状况车辆轴头加速度信号 车辆起停、加减速情况纵向加速度 车辆转向信息转向拉杆应变 车身扭转情况前、后稳定杆（扭杆）应变 车辆关键点应变信号 主要开展方式： 方式一：将测试仪器安装在典型用户车上，定时 收集用户实际使用数据； 方式二：将仪器安装在专用数据采集样车上，由 公司驾驶员模拟典型用户行驶，实时采集数据； 方式三：依托整车用户适应性试验，将测试仪器 安装在试验样车上，实时采集数据。 3、汽车载荷数据采集采集信号要求 载荷数据采集总体要求：在用户道路和试验场合理的采集数据是本工作

6、成功的关键，数据采集的 目的不是为了得到具体零部件承受的精确载荷，而是为了得到车辆的整体输入载荷； 为建立全面的关联关系，需要采集不同装载条件下的数据； 用户使用载荷数据采集时，应考虑不同用户的驾驶习惯； 主要采集信号为： 车辆车轮输入力（车轮六分力）； 车轮与车身之间的位移（减振器位移）； 轴头加速度； 稳定杆扭转载荷（应变）； 转向拉杆轴向载荷； 车身、底盘关键点应变； 车轮六分力车轮六分力 转向拉杆轴向载荷转向拉杆轴向载荷轴头加速度轴头加速度 减振器位移减振器位移 底盘关键点应变底盘关键点应变 3、汽车载荷数据采集用户使用载荷 典型路面：主要为大多数用户经常行驶的路面，如一般路、城市道路

7、、高速公路、坏路、山路等， 在典型路面上一般进行长时间的载荷数据采集； 特殊事件：主要为在典型路面上正常行驶进行载荷数据采集时很难发生的操作工况，如紧急制动、 紧急转弯、高速过坎、倒车入库等，对于特殊事件一般进行短时间的载荷数据采集，主要是测量在 典型路面上一般不出现的载荷峰值。 重庆用户道路采集路线重庆用户道路采集路线 3、汽车载荷数据采集试验场载荷 在规定的车速下，采集试验场所有耐久性路面和所有特殊事件（特殊制动、加速、转向、倒车等 操作工况）的载荷数据。 襄阳试验场襄阳试验场 4、载荷数据处理测试数据预处理 测试中也将不可避免的出现某些通道 的异常现象，如应变通道的零漂、高频干 扰、加速

8、度通道的毛刺等，研究用户关联 关系之前需要对异常信号进行识别并处理 修复，使之尽可能的表征真实工况； 右图所示为应变信号的漂移，数据预 处理前后的对比情况； 下图所示为应变信号的高频干扰，数 据预处理前后的对比情况。 4、载荷数据处理雨流计数技术 p 利用较短里程的道路测试数据， 进一步外推得到在类似道路条件 和工况下在距离更长的道路上所 得到的数据信息； p 利用较少驾驶员采集得到数据， 进一步外推到更多驾驶员采集得 到的数据。 外推至更恶劣外推至更恶劣 的驾驶员的驾驶员 外推至外推至 更长里程更长里程 驾驶员驾驶员 a 1300 km 驾驶员驾驶员 b 5200 km 驾驶员驾驶员 c 3

9、700 km 用户数据用户数据 驾驶员驾驶员 a 200 000 km 驾驶员驾驶员 b 200 000 km 驾驶员驾驶员 c 200 000 km 结果结果 i “90% 驾驶员驾驶员” 200 000 km 结果结果 ii-用户目标用户目标 输入输入 结果结果-90%驾驶员驾驶员 通过雨流计数法的计算就可以得到局部应力 应变的循环次数，并用雨流矩阵的形式表示出 来。在疲劳分析中，由于雨流计数法与应力应 变迟滞环直接相关（如右图所示），作为双参 数法，又在计数原则上有一定的力学依据，是 目前最为重要和先进的计数方法。 4、载荷数据处理用户使用目标建立 根据用户调研结论（期望行驶里程、各典型路面比例等），将采集到的用户载荷数据经过外推和 叠加，得到车辆整个寿命周期内所承受的载荷，即用户使用目标。 倒车 坏路 城市道路 高速公路 一般路 紧急转向 紧急制动 用户使用目标 /耐久性目标 高速过坎 5、关联关系建立（制定/优化道路试验规范） 根据相对损伤强度和三维雨流数据（幅值-均值直方图）建立试验场与用户道路之间的关联关系， 利用多元回归分析将各种试验场路面进行合理的排列组合，以达到90%的用户道路使用目标。并据 此设计试验方案，最终形成试验规范。 12 lg2005 n curve