摩托車道路模擬試驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明的一種摩托車道路模擬試驗(yàn)方法，包括(1)采集道路行駛時(shí)車輛的原始響應(yīng)信號(hào)；(2)信號(hào)編輯處理得到室內(nèi)試驗(yàn)期望響應(yīng)信號(hào)；(3)測(cè)量振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的頻率響函數(shù)；(4)計(jì)算振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；(5)信號(hào)迭代；a如果不符合就返回到第4步；b符合就進(jìn)行下一步；(6)獲得滿足精度要求的試驗(yàn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；(7)室內(nèi)道路模擬試驗(yàn)；(8)試驗(yàn)結(jié)果處理、尋找室內(nèi)室外試驗(yàn)的當(dāng)量關(guān)系；在第2步、第7步、第8步進(jìn)行試驗(yàn)方法改進(jìn)，達(dá)到本明的技術(shù)目的；通過本方法能夠具有縮短試驗(yàn)周期、節(jié)省試驗(yàn)費(fèi)用，試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確、可比性強(qiáng)、安全性好，可以對(duì)某些重要結(jié)構(gòu)進(jìn)行專項(xiàng)研究試驗(yàn)，可用于摩托車產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐久性及行駛舒適性研究。
【專利說明】
摩托車道路模擬試驗(yàn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種車輛試驗(yàn)方法，具體的講是一種摩托車道路模擬試驗(yàn)方法，一種可以實(shí)現(xiàn)摩托車室外道路試驗(yàn)在室內(nèi)采用臺(tái)架振動(dòng)方式進(jìn)行模擬的等效試驗(yàn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國的摩托車工業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，年產(chǎn)量、出口量均已居于世界首位，但由于我們長(zhǎng)期研發(fā)投入不足，自主開發(fā)技術(shù)水平不高等原因，使我國生產(chǎn)的摩托車產(chǎn)品總體水平與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還有著不小的差距。這種差距在摩托車中、高端產(chǎn)品方面表現(xiàn)得尤為明顯，嚴(yán)重影響了我國摩托車在國際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。
[0003]長(zhǎng)期以來，我國摩托車結(jié)構(gòu)及相關(guān)零部件在設(shè)計(jì)時(shí)主要采用的是靜強(qiáng)度的設(shè)計(jì)方法，產(chǎn)品的可靠性主要取決于安全系數(shù)的選取，并且認(rèn)為安全系數(shù)越大越好。由此得到的結(jié)果往往是產(chǎn)品的強(qiáng)度過高、結(jié)構(gòu)龐大、材料的利用率較低，引發(fā)資源的浪費(fèi)，而另一方面則由于對(duì)實(shí)際使用工況估計(jì)不足，出現(xiàn)了產(chǎn)品過早損壞的情形。為了使其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理，提高產(chǎn)品的總體性能，開展摩托車整車臺(tái)架試驗(yàn)方法研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。探索一種方便、快捷、準(zhǔn)確的摩托車臺(tái)架試驗(yàn)方法，從而提高摩托車整車可靠性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及平順性，是我國摩托車行業(yè)迫切需要解決的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題。
[0004]本發(fā)明主要是通過研究并獲取各種摩托車在典型路面不同工況下的載荷歷程，建立臺(tái)架模擬試驗(yàn)路譜，并通過完成以下研究?jī)?nèi)容，形成確實(shí)可行的摩托車及零部件可靠性試驗(yàn)方法，以便迅速、高效地完成摩托車整車可靠性試驗(yàn)，為我國、特別是我市摩托車企業(yè)整車開發(fā)提供技術(shù)支持。
[0005](I)通過對(duì)兩輪、三輪摩托車和四輪全地形車車試驗(yàn)場(chǎng)可靠性路譜的采集、編輯技術(shù)。選定有代表性的摩托車制定測(cè)試方案，到試車場(chǎng)或特定路面采集各種道路數(shù)據(jù)(包括加速度信號(hào)及應(yīng)變信號(hào)等)進(jìn)行編輯、組合。
[0006](2)通過對(duì)兩輪、三輪摩托車和四輪全地形車臺(tái)架可靠性試驗(yàn)與試車場(chǎng)(道路)可靠性之間的當(dāng)量關(guān)系。利用采集得到的道路數(shù)據(jù)，通過實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬迭代，建立臺(tái)架試驗(yàn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，再現(xiàn)試車場(chǎng)或特定路面狀況，同時(shí)進(jìn)行各試驗(yàn)參數(shù)模擬試驗(yàn)精度分析研究，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定臺(tái)架可靠性試驗(yàn)與試車場(chǎng)可靠性之間的當(dāng)量關(guān)系。
[0007](3)研究摩托車可靠性試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)辦法，編輯完成模擬試驗(yàn)的方法及評(píng)價(jià)的試驗(yàn)實(shí)施規(guī)范。
[0008](4)研究摩托車零部件及結(jié)構(gòu)件可靠性試驗(yàn)的試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)辦法。選取車架或典型零部件總成進(jìn)行模擬試驗(yàn)研究，研究關(guān)鍵部件的疲勞破壞模式及失效機(jī)理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的就是提供一種摩托車道路模擬試驗(yàn)方法，本試驗(yàn)方法具有不但可以縮短試驗(yàn)周期、節(jié)省試驗(yàn)費(fèi)用，更重要的是試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確、可比性強(qiáng)、安全性好，而且還可以有針對(duì)性地對(duì)某些重要結(jié)構(gòu)進(jìn)行專項(xiàng)研究試驗(yàn)，可用于摩托車產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐久性及行駛舒適性研究。
[0010]本發(fā)明的摩托車道路模擬試驗(yàn)方法基于振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)硬件，采用RPC(遠(yuǎn)程參數(shù)控制)技術(shù)，以兩輪摩托車、三輪摩托車和四輪全地形車為研究對(duì)象，以在臺(tái)架上復(fù)現(xiàn)車輛在道路試驗(yàn)時(shí)的振動(dòng)響應(yīng)為目標(biāo)，通過以下技術(shù)流程，實(shí)現(xiàn)了在臺(tái)架上復(fù)現(xiàn)道路試驗(yàn)狀態(tài)下車輛振動(dòng)響應(yīng)的目標(biāo)。
[0011]本發(fā)明的一種摩托車道路模擬試驗(yàn)方法，包括:(I)、采集道路行駛時(shí)車輛的原始響應(yīng)信號(hào)；(2)、信號(hào)編輯處理得到室內(nèi)試驗(yàn)期望響應(yīng)信號(hào)；(3)、測(cè)量振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的頻率響函數(shù)；(4)、計(jì)算振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；(5)、信號(hào)迭代；a、如果不符合就返回到第4步；b，符合就進(jìn)行下一步；￠)、獲得滿足精度要求的試驗(yàn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；(7)、室內(nèi)道路模擬試驗(yàn)；(8)、試驗(yàn)結(jié)果處理、尋找室內(nèi)室外試驗(yàn)的當(dāng)量關(guān)系；其特征在于:在所述第2步中，a、在信號(hào)處理中采用消除趨勢(shì)項(xiàng)的方法去除原始信號(hào)采集時(shí)的系統(tǒng)誤差，經(jīng)處理后的信號(hào)更能接近真實(shí)路面上的振動(dòng)響應(yīng)情況；b、在本步驟中，除去掉連接部分路段外，不采用舍棄小的響應(yīng)信號(hào)的方法，以盡量多地保持信號(hào)的原始信息，使得采用線性損傷理論計(jì)算臺(tái)試與路試之間當(dāng)量關(guān)系時(shí)的計(jì)算結(jié)果更精確；c、在步驟中，參照GB/T5374-2008《摩托車和輕便摩托車可靠性試驗(yàn)方法》規(guī)定，將平坦路、坡路和顛簸路以40^^30%和30%比例進(jìn)行連接，建立起與GB/T5374-2008標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的路面比例一致的試驗(yàn)路譜；在所述上述第7步中，對(duì)車輛采用的安裝方式:兩車摩托車在其前端采用兩根松緊繩來約束前端把手，在車輛后端采用兩根松緊繩來約束后端行李架，在前后輪的左右側(cè)和前輪前方以后輪后方分別采用專用工裝來限制其前后方向和左右方向的大幅竄動(dòng)，并保證其在上下振動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)不發(fā)生干涉；正三輪安裝至試驗(yàn)機(jī)臺(tái)面后，其前端采用和二輪摩托車相同的方式，用兩根松緊繩來約束前端把手，以保證在試驗(yàn)過程中前輪不發(fā)生轉(zhuǎn)向，然后利用專用工裝限制其左右方向的大幅擺動(dòng)并在車輛前后端松套繩索防止車輛前后竄動(dòng)以保證試驗(yàn)安全；四輪全地形車在車輛前后端松套繩索防止車輛前后竄動(dòng)而保證試驗(yàn)安全，并在車輛各外側(cè)車輪處安裝專用工裝限制其左右方向的大幅擺動(dòng)；所述上述第8步中，a、在當(dāng)量關(guān)系確定中，采用基于Miner線性累積損傷理論的當(dāng)量損傷計(jì)算方法來確定室內(nèi)試驗(yàn)和室外試驗(yàn)之間的當(dāng)量關(guān)系；b、在快速試驗(yàn)應(yīng)用中，采用增大載荷級(jí)別的快速試驗(yàn)方法及基于相對(duì)Miner法則的當(dāng)量損傷折算方法進(jìn)行快速試驗(yàn).
[0012]進(jìn)一步:道路模擬試驗(yàn)主要包括計(jì)算機(jī)、電控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、機(jī)械、伺服液壓系統(tǒng)以及傳感器、整車道路振動(dòng)臺(tái)組成，將傳感器安裝在摩托車車輪軸附近，摩托車安裝在振動(dòng)臺(tái)上，傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接，利用計(jì)算機(jī)軟件遠(yuǎn)程參數(shù)控制技術(shù)，依據(jù)道路試驗(yàn)獲得振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)，生成驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由測(cè)控系統(tǒng)輸出到振動(dòng)臺(tái)實(shí)施激振；同時(shí)，測(cè)控系統(tǒng)采集摩托車和振動(dòng)臺(tái)的響應(yīng)和狀態(tài)，根據(jù)響應(yīng)信號(hào)的誤差，修正振動(dòng)臺(tái)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，反復(fù)迭代，并把數(shù)據(jù)傳到計(jì)算機(jī)中，最終的結(jié)果就是要通過迭代找到可以獲得期望響應(yīng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并用它來控制測(cè)控系統(tǒng)。由于測(cè)控系統(tǒng)(包含安裝夾具、液壓系統(tǒng)和試驗(yàn)樣品)是非線性的，不可避免地存在交叉耦合，迭代過程就是不斷重復(fù)測(cè)量實(shí)測(cè)信號(hào)和期望響應(yīng)信號(hào)間的誤差來修正驅(qū)動(dòng)信號(hào)的過程。迭代完成后，用最終迭代獲得的滿足精度要求的激勵(lì)信號(hào)驅(qū)動(dòng)作振動(dòng)臺(tái)，然后正式進(jìn)入整車或零部件的試驗(yàn)階段。試驗(yàn)完成后，采用Miner線性累積損傷理論或相對(duì)Miner法則進(jìn)行損傷當(dāng)量計(jì)算,將臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)間轉(zhuǎn)換為道路試驗(yàn)當(dāng)量行駛里程，從而實(shí)現(xiàn)室外道路可靠性試驗(yàn)的室內(nèi)臺(tái)架振動(dòng)試驗(yàn)?zāi)M并獲得基本等效的試驗(yàn)結(jié)果。
[0013]進(jìn)一步:整車道路振動(dòng)臺(tái)由控制計(jì)算機(jī)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)(作為模擬系統(tǒng)的輸入)開始，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器、電控系統(tǒng)、伺服液壓裝置、被試車輛、數(shù)據(jù)采集裝置等后，最后又將車輛軸頭上測(cè)量得到加速度的響應(yīng)及車輛結(jié)構(gòu)件上所獲得的應(yīng)變響應(yīng)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字化(作為模擬系統(tǒng)的輸出)送回計(jì)算機(jī)，以上這些環(huán)節(jié)共同構(gòu)成了一個(gè)完整的道路模擬試驗(yàn)系統(tǒng)。并且其試驗(yàn)路譜庫中用于驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的的路譜信號(hào)與通所采用的特定道路試驗(yàn)場(chǎng)路譜信號(hào)不同，其中平坦路、坡路和顛簸路的比例為4: 3: 3。
[0014]進(jìn)一步，根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行編制適用于利用道路模擬試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行摩托車、輕便摩托車和全地形車臺(tái)架振動(dòng)可靠性試驗(yàn)的摩托車臺(tái)架可靠性試驗(yàn)實(shí)施規(guī)范，并規(guī)定利用道路模擬試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行摩托車臺(tái)架振動(dòng)可靠性試驗(yàn)的試驗(yàn)條件、方法步驟和評(píng)價(jià)辦法。
[0015]有益效果
[0016]本發(fā)明的有益效果是具有不但可以縮短試驗(yàn)周期、節(jié)省試驗(yàn)費(fèi)用，更重要的是試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確、可比性強(qiáng)、安全性好，而且還可以有針對(duì)性地對(duì)某些重要結(jié)構(gòu)進(jìn)行專項(xiàng)研究試驗(yàn)，可用于摩托車產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐久性及行駛舒適性研究。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]附圖是本發(fā)明的試驗(yàn)步驟簡(jiǎn)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖所示是本發(fā)明的試驗(yàn)方法的步驟示意圖，本發(fā)明所采用的道路模擬試驗(yàn)臺(tái)由計(jì)算機(jī)、電控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、機(jī)械、伺服液壓系統(tǒng)等硬件設(shè)備組成。其試驗(yàn)方法有:
[0019](I)、采集道路行駛時(shí)車輛的原始響應(yīng)信號(hào)；(2)、信號(hào)編輯處理得到室內(nèi)試驗(yàn)期望響應(yīng)信號(hào)；(3)、測(cè)量振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的頻率響函數(shù)；(4)、計(jì)算振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；(5)、信號(hào)迭代；a、如果不符合就返回到第4步；b，符合就進(jìn)行下一步；￠)、獲得滿足精度要求的試驗(yàn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；(7)、室內(nèi)道路模擬試驗(yàn)；(8)、試驗(yàn)結(jié)果處理、尋找室內(nèi)室外試驗(yàn)的當(dāng)量關(guān)系；其特征在于:在所述第2步中，a、在信號(hào)處理中采用消除趨勢(shì)項(xiàng)的方法去除原始信號(hào)采集時(shí)的系統(tǒng)誤差，經(jīng)處理后的信號(hào)更能接近真實(shí)路面上的振動(dòng)響應(yīng)情況；b、在本步驟中，除去掉連接部分路段外，不采用舍棄小的響應(yīng)信號(hào)的方法，以盡量多地保持信號(hào)的原始信息，使得采用線性損傷理論計(jì)算臺(tái)試與路試之間當(dāng)量關(guān)系時(shí)的計(jì)算結(jié)果更精確；c、在步驟中，參照GB/T5374-2008《摩托車和輕便摩托車可靠性試驗(yàn)方法》規(guī)定，將平坦路、坡路和顛簸路以40%、30%和30%比例進(jìn)行連接，建立起與GB/T5374-2008標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的路面比例一致的試驗(yàn)路譜；在所述上述第7步中，對(duì)車輛采用的安裝方式:兩車摩托車在其前端采用兩根松緊繩來約束前端把手，在車輛后端采用兩根松緊繩來約束后端行李架，在前后輪的左右側(cè)和前輪前方以后輪后方分別采用專用工裝來限制其前后方向和左右方向的大幅竄動(dòng)，并保證其在上下振動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)不發(fā)生干涉；正三輪安裝至試驗(yàn)機(jī)臺(tái)面后，其前端采用和二輪摩托車相同的方式，用兩根松緊繩來約束前端把手，以保證在試驗(yàn)過程中前輪不發(fā)生轉(zhuǎn)向，然后利用專用工裝限制其左右方向的大幅擺動(dòng)并在車輛前后端松套繩索防止車輛前后竄動(dòng)以保證試驗(yàn)安全；四輪全地形車在車輛前后端松套繩索防止車輛前后竄動(dòng)而保證試驗(yàn)安全，并在車輛各外側(cè)車輪處安裝專用工裝限制其左右方向的大幅擺動(dòng)；所述上述第8步中，a、在當(dāng)量關(guān)系確定中，采用基于Miner線性累積損傷理論的當(dāng)量損傷計(jì)算方法來確定室內(nèi)試驗(yàn)和室外試驗(yàn)之間的當(dāng)量關(guān)系；b、在快速試驗(yàn)應(yīng)用中，采用增大載荷級(jí)別的快速試驗(yàn)方法及基于相對(duì)Miner法則的當(dāng)量損傷折算方法進(jìn)行快速試驗(yàn).
[0020]本實(shí)施例中的道路模擬試驗(yàn)主要包括計(jì)算機(jī)、電控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、機(jī)械、伺服液壓系統(tǒng)以及傳感器、整車道路振動(dòng)臺(tái)組成，將加速度傳感器安裝在摩托車車輪軸附近，摩托車安裝在振動(dòng)臺(tái)上，加速度傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接，利用計(jì)算機(jī)軟件遠(yuǎn)程參數(shù)控制技術(shù)，依據(jù)道路試驗(yàn)獲得振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)，生成驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由測(cè)控系統(tǒng)輸出到振動(dòng)臺(tái)實(shí)施激振；同時(shí)，測(cè)控系統(tǒng)采集摩托車和振動(dòng)臺(tái)的響應(yīng)和狀態(tài)，并把數(shù)據(jù)傳到計(jì)算機(jī)中，根據(jù)響應(yīng)信號(hào)的誤差，修正振動(dòng)臺(tái)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，反復(fù)迭代，最終的結(jié)果就是要通過迭代找到可以獲得期望響應(yīng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并用它來控制測(cè)控系統(tǒng)。由于測(cè)控系統(tǒng)(包含安裝夾具、液壓系統(tǒng)和試驗(yàn)樣品)是非線性的，不可避免地存在交叉耦合，迭代過程就是不斷重復(fù)測(cè)量實(shí)測(cè)信號(hào)和期望響應(yīng)信號(hào)間的誤差來修正驅(qū)動(dòng)信號(hào)的過程。迭代完成后，用最終迭代獲得的滿足精度要求的激勵(lì)信號(hào)驅(qū)動(dòng)作振動(dòng)臺(tái)，然后正式進(jìn)入整車或零部件的試驗(yàn)階段。試驗(yàn)完成后，采用Miner線性累積損傷理論或相對(duì)Miner法則進(jìn)行損傷當(dāng)量計(jì)算，將臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)間轉(zhuǎn)換為道路試驗(yàn)當(dāng)量行駛里程，從而實(shí)現(xiàn)室外道路可靠性試驗(yàn)的室內(nèi)臺(tái)架振動(dòng)試驗(yàn)|吳擬并獲得基本等效的試驗(yàn)結(jié)果。
[0021]本實(shí)施例中整車道路振動(dòng)臺(tái)由控制計(jì)算機(jī)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)(作為模擬系統(tǒng)的輸入)開始，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器、電控系統(tǒng)、伺服液壓裝置、被試車輛、數(shù)據(jù)采集裝置等后，最后又將車輛軸頭上測(cè)量得到加速度的響應(yīng)及車輛結(jié)構(gòu)件上所獲得的應(yīng)變響應(yīng)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字化(作為模擬系統(tǒng)的輸出)送回計(jì)算機(jī)，以上這些環(huán)節(jié)共同構(gòu)成了一個(gè)完整的道路模擬試驗(yàn)系統(tǒng)。并且其試驗(yàn)路譜庫中用于驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的的路譜信號(hào)與通所采用的特定道路試驗(yàn)場(chǎng)路譜信號(hào)不同，其中平坦路、坡路和顛簸路的比例為4: 3: 3，通過按照這樣的分配比例采集在各個(gè)環(huán)節(jié)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析?？梢允沟檬覂?nèi)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)與實(shí)際試驗(yàn)相接近。
[0022]本實(shí)施例中:可以根據(jù)本試驗(yàn)方法編制適用于利用道路模擬試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行摩托車、輕便摩托車和全地形車臺(tái)架振動(dòng)可靠性試驗(yàn)的摩托車臺(tái)架可靠性試驗(yàn)實(shí)施規(guī)范，并規(guī)定利用道路模擬試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行摩托車臺(tái)架振動(dòng)可靠性試驗(yàn)的試驗(yàn)條件、方法步驟和評(píng)價(jià)辦法。
[0023]因道路模擬試驗(yàn)臺(tái)不可能直接模擬道路表面不平度，主要是模擬摩托車軸頭處加速度的響應(yīng)量，其實(shí)現(xiàn)通常由由以下6個(gè)步驟組成:
[0024](I)采集并記錄選定的典型道路行駛時(shí)車輛的原始響應(yīng)信號(hào)。
[0025]響應(yīng)信號(hào)可以是加速度，應(yīng)力或位移，試驗(yàn)場(chǎng)或用戶道路的響應(yīng)信號(hào)時(shí)間歷程通過模擬量或是數(shù)字量的方式進(jìn)行記錄。一般來說，用于數(shù)據(jù)采集的傳感器數(shù)量要多于室內(nèi)模擬試驗(yàn)時(shí)的控制通道的數(shù)量。
[0026](2)對(duì)原始響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行分析與編輯得到室內(nèi)道路模擬試驗(yàn)所需要的期望響應(yīng)信號(hào)。
[0027]對(duì)于采集到的原始信號(hào)，由于外界干擾信號(hào)的存在、儀器本身存在的零點(diǎn)飄移偏差等，使得原始信號(hào)本身存在著非正常信號(hào)。同時(shí)更重要的一個(gè)因素是，在設(shè)定的測(cè)試條件下，對(duì)測(cè)試時(shí)的速度、路況都有相應(yīng)規(guī)定，而摩托車的行駛總存在著加速、減速、起動(dòng)等過程，這一部時(shí)間內(nèi)采集的信號(hào)，雖說也屬于隨機(jī)信號(hào)，但并不是我們要分析處理的實(shí)際測(cè)試信號(hào)，因此有必要把這些不屬于設(shè)定測(cè)試范圍內(nèi)的信號(hào)加以剔除掉，然后再進(jìn)行時(shí)域、頻域等分析。
[0028]由于測(cè)試過程中儀器所采集的數(shù)據(jù)包含有摩托車的加速、減速、停車、轉(zhuǎn)彎、剎車等工況下的信號(hào)，這些都是所要求的在正規(guī)路面、標(biāo)準(zhǔn)速度下的工況，因此，要將所需要的數(shù)據(jù)從原始工況數(shù)據(jù)中分割出來。不論是應(yīng)變還是振動(dòng)信號(hào)，都要經(jīng)過一系列分割、合并、零均化處理和畸點(diǎn)消除處理后才能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、疲勞載荷的雨流計(jì)數(shù)、時(shí)域及頻域內(nèi)的各種相關(guān)參數(shù)的處理。
[0029]另外摩托車在路面上正常行駛時(shí)，輪胎受到的沖擊及振動(dòng)的大小是一個(gè)隨機(jī)過程。這是因?yàn)榧幢闶窃谕宦访嫔希旭偹傧嗤?，天氣狀況也相同，并且由同一個(gè)駕駛員駕駛的情況上，所獲得的信號(hào)也不會(huì)完全一致，但其分布完全符合隨機(jī)分布的規(guī)律。基于這個(gè)原因，在處理所測(cè)得的響應(yīng)信號(hào)的時(shí)候，可以按隨機(jī)信號(hào)分布規(guī)律來處理，而不會(huì)影響整體響應(yīng)信號(hào)的分布。
[0030](3)測(cè)量試驗(yàn)臺(tái)的頻率響應(yīng)函數(shù)
[0031]使用白噪聲信號(hào)作為試驗(yàn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)信號(hào)并測(cè)量車輛在模擬試驗(yàn)臺(tái)上的響應(yīng)信號(hào)，利用響應(yīng)信號(hào)計(jì)算試驗(yàn)臺(tái)的頻率響應(yīng)函數(shù)。
[0032](4)估算初始驅(qū)動(dòng)信號(hào)
[0033]根據(jù)(3)中得到的頻率響應(yīng)函數(shù)和(2)中所需要的期望響應(yīng)信號(hào)，計(jì)算得到初始驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0034](5)執(zhí)行迭代
[0035]由于測(cè)控系統(tǒng)(包含安裝夾具、液壓系統(tǒng)和試驗(yàn)樣品)是非線性的，不可避免地存在交叉耦合，迭代過程就是不斷重復(fù)測(cè)量實(shí)測(cè)信號(hào)和期望響應(yīng)信號(hào)間的誤差來修正驅(qū)動(dòng)信號(hào)的過程，最終的結(jié)果就是要通過迭代找到可以獲得期望響應(yīng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并用它來控制測(cè)控系統(tǒng)。滿足精度的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，首先必須是RPC點(diǎn)(即軸頭上的加速度信號(hào)測(cè)量點(diǎn))加速度均方根值誤差低于5%，其次還要滿足非RPC點(diǎn)在道路試驗(yàn)和臺(tái)架試驗(yàn)中的響應(yīng)基本一致。
[0036](6)進(jìn)行可靠性試驗(yàn)
[0037]獲得合適的驅(qū)動(dòng)信號(hào)后即試驗(yàn)路譜后，將它們作為控制器的輸入信號(hào)來驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)架，然后參照有關(guān)行業(yè)、企業(yè)規(guī)范編制試驗(yàn)方案進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。試驗(yàn)完成后，采用等損傷理論確定臺(tái)架試驗(yàn)和道路試驗(yàn)間的當(dāng)量關(guān)系。
[0038]從摩托車道路模擬試驗(yàn)原理及方法不難發(fā)現(xiàn)，采用MTS臺(tái)架進(jìn)行摩托車可靠性試驗(yàn)不能完全替代道路可靠性試驗(yàn)，兩種試驗(yàn)環(huán)境中摩托車所處的狀態(tài)和受力情況都存在著一些差異，這也是行業(yè)的共識(shí)。研究摩托車臺(tái)架可靠性方法的意義在于實(shí)現(xiàn)摩托車室外道路試驗(yàn)的室內(nèi)模擬，通過比較分析和調(diào)整，再現(xiàn)摩托車主要結(jié)構(gòu)件的受力狀況，實(shí)現(xiàn)波形或功率譜的再現(xiàn)；并通過一定的方式進(jìn)行快速試驗(yàn)或強(qiáng)化試驗(yàn)，從而得到比道路試驗(yàn)更準(zhǔn)確、更多、更科學(xué)的試驗(yàn)結(jié)果并藉此實(shí)現(xiàn)快速改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品自主開發(fā)水平，增強(qiáng)國際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。
[0039]通過一系列的試驗(yàn)結(jié)果來看，利用道路載荷譜的方法來完成摩托驅(qū)動(dòng)橋可靠性試驗(yàn)是科學(xué)合理的。經(jīng)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，可以得出一些對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和改進(jìn)具有指導(dǎo)意義的結(jié)果，充分說明基于載荷譜的摩托車零部件道路模擬試驗(yàn)方法技術(shù)實(shí)用可行，工程意義明顯。在實(shí)際應(yīng)用中還可以根據(jù)研究需要，采用加大頻率或載荷的試驗(yàn)方法來進(jìn)行強(qiáng)化或超載試驗(yàn)研究，這也是道路試驗(yàn)無法比擬的。
【權(quán)利要求】
1.一種摩托車道路模擬試驗(yàn)方法，包括:(I)、采集道路行駛時(shí)車輛的原始響應(yīng)信號(hào)；(2)、信號(hào)編輯處理得到室內(nèi)試驗(yàn)期望響應(yīng)信號(hào)；(3)、測(cè)量振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的頻率響函數(shù)；(4)、計(jì)算振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；(5)、信號(hào)迭代；a、如果不符合就返回到第4步；b，符合就進(jìn)行下一步；(6)、獲得滿足精度要求的試驗(yàn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；(7)、室內(nèi)道路模擬試驗(yàn)；(8)、試驗(yàn)結(jié)果處理、尋找室內(nèi)室外試驗(yàn)的當(dāng)量關(guān)系；其特征在于:在所述第2步中，a、在信號(hào)處理中采用消除趨勢(shì)項(xiàng)的方法去除原始信號(hào)采集時(shí)的系統(tǒng)誤差，經(jīng)處理后的信號(hào)更能接近真實(shí)路面上的振動(dòng)響應(yīng)情況；b、在本步驟中，除去掉連接部分路段外，不采用舍棄小的響應(yīng)信號(hào)的方法，以盡量多地保持信號(hào)的原始信息，使得采用線性損傷理論計(jì)算臺(tái)試與路試之間當(dāng)量關(guān)系時(shí)的計(jì)算結(jié)果更精確；c、在步驟中，參照GB/T5374-2008《摩托車和輕便摩托車可靠性試驗(yàn)方法》規(guī)定，將平坦路、坡路和顛簸路以40^^30%和30%比例進(jìn)行連接，建立起與GB/T5374-2008標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的路面比例一致的試驗(yàn)路譜；在所述上述第7步中，對(duì)車輛采用的安裝方式:兩車摩托車在其前端采用兩根松緊繩來約束前端把手，在車輛后端采用兩根松緊繩來約束后端行李架，在前后輪的左右側(cè)和前輪前方以后輪后方分別采用專用工裝來限制其前后方向和左右方向的大幅竄動(dòng)，并保證其在上下振動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)不發(fā)生干涉；正三輪安裝至試驗(yàn)機(jī)臺(tái)面后，其前端采用和二輪摩托車相同的方式，用兩根松緊繩來約束前端把手，以保證在試驗(yàn)過程中前輪不發(fā)生轉(zhuǎn)向，然后利用專用工裝限制其左右方向的大幅擺動(dòng)并在車輛前后端松套繩索防止車輛前后竄動(dòng)以保證試驗(yàn)安全；四輪全地形車在車輛前后端松套繩索防止車輛前后竄動(dòng)而保證試驗(yàn)安全，并在車輛各外側(cè)車輪處安裝專用工裝限制其左右方向的大幅擺動(dòng)；所述上述第8步中，a、在當(dāng)量關(guān)系確定中，采用基于Miner線性累積損傷理論的當(dāng)量損傷計(jì)算方法來確定室內(nèi)試驗(yàn)和室外試驗(yàn)之間的當(dāng)量關(guān)系；b、在快速試驗(yàn)應(yīng)用中，采用增大載荷級(jí)別的快速試驗(yàn)方法及基于相對(duì)Miner法則的當(dāng)量損傷折算方法進(jìn)行快速試驗(yàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩托車道路模擬試驗(yàn)方法，其特征在于:道路模擬試驗(yàn)主要包括計(jì)算機(jī)、電控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、機(jī)械、伺服液壓系統(tǒng)以及傳感器、整車道路振動(dòng)臺(tái)組成，將傳感器安裝在摩托車車輪軸附近，摩托車安裝在振動(dòng)臺(tái)上，傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接，利用計(jì)算機(jī)軟件遠(yuǎn)程參數(shù)控制技術(shù)，依據(jù)道路試驗(yàn)獲得振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)，生成驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由測(cè)控系統(tǒng)輸出到振動(dòng)臺(tái)實(shí)施激振；同時(shí)，測(cè)控系統(tǒng)采集摩托車和振動(dòng)臺(tái)的響應(yīng)和狀態(tài)，根據(jù)響應(yīng)信號(hào)的誤差，修正振動(dòng)臺(tái)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，反復(fù)迭代，并把數(shù)據(jù)傳到計(jì)算機(jī)中，最終的結(jié)果就是要通過迭代找到可以獲得期望響應(yīng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并用它來控制測(cè)控系統(tǒng)。由于測(cè)控系統(tǒng)(包含安裝夾具、液壓系統(tǒng)和試驗(yàn)樣品)是非線性的，不可避免地存在交叉耦合，迭代過程就是不斷重復(fù)測(cè)量實(shí)測(cè)信號(hào)和期望響應(yīng)信號(hào)間的誤差來修正驅(qū)動(dòng)信號(hào)的過程。迭代完成后，用最終迭代獲得的滿足精度要求的激勵(lì)信號(hào)驅(qū)動(dòng)作振動(dòng)臺(tái)，然后正式進(jìn)入整車或零部件的試驗(yàn)階段。試驗(yàn)完成后，采用Miner線性累積損傷理論或相對(duì)Miner法則進(jìn)行損傷當(dāng)量計(jì)算，將臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)間轉(zhuǎn)換為道路試驗(yàn)當(dāng)量行駛里程，從而實(shí)現(xiàn)室外道路可靠性試驗(yàn)的室內(nèi)臺(tái)架振動(dòng)試驗(yàn)?zāi)M并獲得基本等效的試驗(yàn)結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的摩托車道路模擬試驗(yàn)方法，其特征在于:整車道路振動(dòng)臺(tái)由控制計(jì)算機(jī)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)(作為模擬系統(tǒng)的輸入)開始，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器、電控系統(tǒng)、伺服液壓裝置、被試車輛、數(shù)據(jù)采集裝置等后，最后又將車輛軸頭上測(cè)量得到加速度的響應(yīng)及車輛結(jié)構(gòu)件上所獲得的應(yīng)變響應(yīng)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字化(作為模擬系統(tǒng)的輸出)送回計(jì)算機(jī)，以上這些環(huán)節(jié)共同構(gòu)成了一個(gè)完整的道路模擬試驗(yàn)系統(tǒng)。并且其試驗(yàn)路譜庫中用于驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的的路譜信號(hào)與通所采用的特定道路試驗(yàn)場(chǎng)路譜信號(hào)不同，其中平坦路、坡路和顛簸路的比例為4: 3: 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述的摩托車道路模擬試驗(yàn)方法，其特征在于:根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行編制適用于利用道路模擬試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行摩托車、輕便摩托車和全地形車臺(tái)架振動(dòng)可靠性試驗(yàn)的摩托車臺(tái)架可靠性試驗(yàn)實(shí)施規(guī)范，并規(guī)定利用道路模擬試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行摩托車臺(tái)架振動(dòng)可靠性試驗(yàn)的試驗(yàn)條件、方法步驟和評(píng)價(jià)辦法。
【文檔編號(hào)】G01M17/007GK104344962SQ201310341995
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月2日
【發(fā)明者】覃國周, 周政平, 趙川, 李明勝, 馬昌友, 周力, 毛星子, 楊杰 申請(qǐng)人:重慶車輛檢測(cè)研究院有限公司