基于實(shí)際載荷譜變速器虛擬疲勞試驗(yàn)方法研究.pdf

1、變速器作為車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的重要部件，其疲勞可靠性直接影響整車的疲勞可靠性和行駛安全性，因此疲勞壽命試驗(yàn)是變速器設(shè)計(jì)開發(fā)中必不可少的環(huán)節(jié)。隨著CAE技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬試驗(yàn)技術(shù)由于見(jiàn)效快、成本低而在汽車零部件設(shè)計(jì)開發(fā)中逐漸開始得到應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對(duì)變速器虛擬試驗(yàn)進(jìn)行了一些研究，也取得一定的成果，但基本上都是采用一些標(biāo)準(zhǔn)載荷譜進(jìn)行疲勞仿真分析，而且缺乏有效的試驗(yàn)驗(yàn)證手段，因此影響虛擬試驗(yàn)可信度，在應(yīng)用上受到限制。為此，本文基于變

2、速器實(shí)際行駛載荷譜，結(jié)合整車與臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證手段，對(duì)變速器虛擬疲勞試驗(yàn)方法進(jìn)行系統(tǒng)研究，對(duì)于提高變速器虛擬疲勞試驗(yàn)準(zhǔn)確性，加快變速器開發(fā)，具有較強(qiáng)的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　首先，對(duì)變速器實(shí)測(cè)載荷譜進(jìn)行了濾波去趨勢(shì)項(xiàng)等預(yù)處理，消除信號(hào)奇異值，從而提高載荷數(shù)據(jù)的信噪比；結(jié)合速比、車速、GPS等信息，按檔位提取了變速器各典型路面載荷譜，并對(duì)其進(jìn)行了時(shí)頻域特征對(duì)比分析，找出了較為惡劣的典型路面工況；運(yùn)用雨流計(jì)數(shù)對(duì)各檔位載荷譜進(jìn)行外推，

3、為后續(xù)變速器虛擬試驗(yàn)提取了設(shè)計(jì)、分析和驗(yàn)證載荷譜。
　　其次，結(jié)合某企業(yè)DCT變速器，建立了殼體、齒輪、軸承和軸等典型零部件有限元分析模型，在此基礎(chǔ)上，分析了變速器內(nèi)部載荷及傳遞路徑，結(jié)合前面提取的設(shè)計(jì)分析載荷譜、材料強(qiáng)度理論和有限元分析方法，對(duì)殼體和齒輪等零部件進(jìn)行了強(qiáng)度計(jì)算和分析，并提取了變速器殼體柔性體文件和模型。
　　然后，采用ADAMS軟件建立了變速器剛?cè)狁詈隙囿w動(dòng)力學(xué)模型，并添加了變速器扭轉(zhuǎn)激勵(lì)和路面激勵(lì)等約束和

4、邊界條件，建立了與實(shí)車行駛工況一致的變速器虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)，基于提取的實(shí)際行駛載荷譜進(jìn)行了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析。結(jié)合MTS液壓伺服扭轉(zhuǎn)作動(dòng)器和直線作動(dòng)器，構(gòu)建了與虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)一致的變速器試驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)，以相同的激勵(lì)和輸入對(duì)虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，確保了虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)的可信度。
　　最后，結(jié)合虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)，基于實(shí)際行駛載荷譜對(duì)變速器進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真分析，提取了殼體等關(guān)鍵零部件響應(yīng)載荷譜，采用Goodman平均應(yīng)力修正的材料S-N曲線，對(duì)變