用于室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)的汽車傳動(dòng)系載荷譜采集、編制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)的汽車傳動(dòng)系載荷譜采集、編制方法，步驟如下：1）獲取實(shí)車工況信號(hào)；2）將同步獲取的信號(hào)輸入數(shù)據(jù)采集器，模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后輸入計(jì)算機(jī)；3）利用變速器輸出的扭矩值之和除以變速器傳動(dòng)比獲得發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)；4）對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)進(jìn)行雨流法數(shù)據(jù)預(yù)處理；5）載荷譜時(shí)域外推；6）把正拖和反拖工況下的扭矩各分為8級(jí)；7）計(jì)算載荷等級(jí)所對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪旋轉(zhuǎn)頻次和檔位出現(xiàn)頻次；8）程序載荷試驗(yàn)方法；9）隨機(jī)載荷試驗(yàn)方法。本發(fā)明有效解決了汽車傳動(dòng)系室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)工況編制沒(méi)有依據(jù)，室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)與汽車實(shí)際行駛工況嚴(yán)重脫離的問(wèn)題，在室內(nèi)臺(tái)架上合理再現(xiàn)了傳動(dòng)系的加載工況。
【專利說(shuō)明】用于室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)的汽車傳動(dòng)系載荷譜采集、編制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種汽車載荷譜處理領(lǐng)域的方法，具體是一種針對(duì)汽車傳動(dòng)系室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)載荷譜的編制及加載實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車傳動(dòng)系可靠性試驗(yàn)是考核和驗(yàn)證傳動(dòng)系耐久性的一種重要手段。如何進(jìn)行合理的、符合用戶使用條件的傳動(dòng)系可靠性試驗(yàn)是汽車傳動(dòng)系零部件行業(yè)面臨的一個(gè)重要課題。汽車傳動(dòng)系中的零部件處于復(fù)雜的隨機(jī)變載荷工作狀態(tài)，汽車傳動(dòng)系(包括離合器、變速器、傳動(dòng)軸)零部件較多，它們之間通過(guò)各種形式的連接構(gòu)成了力學(xué)特性較為復(fù)雜的傳動(dòng)鏈。汽車在行駛過(guò)程中傳動(dòng)系不僅受到來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的周期性激勵(lì)，還受到各種路面的隨機(jī)激勵(lì)和汽車起步、換擋、制動(dòng)、加減速等工況對(duì)其的沖擊力以及其內(nèi)部總成的各種激勵(lì)。由于汽車傳動(dòng)系可靠性試驗(yàn)的復(fù)雜性，傳統(tǒng)的室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)多以強(qiáng)度試驗(yàn)為主，依據(jù)習(xí)慣或經(jīng)驗(yàn)對(duì)傳動(dòng)系零部件進(jìn)行加載，而沒(méi)有合理地考慮用戶的使用情況。有些試驗(yàn)結(jié)果與用戶實(shí)際失效模式差別較大。因此迫切需要研究制訂與用戶使用條件相關(guān)的汽車傳動(dòng)系室內(nèi)臺(tái)架可靠性試驗(yàn)方法。
[0003]目前對(duì)車輛承載構(gòu)件的可靠性試驗(yàn)研究文獻(xiàn)和方法較多，而對(duì)傳動(dòng)系可靠性試驗(yàn)特別是基于室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法和載荷譜編制方法的研究文獻(xiàn)相對(duì)較少。針對(duì)汽車承載構(gòu)件的載荷譜編制方法一般只關(guān)注作用在構(gòu)件上的力或扭矩以及其激勵(lì)頻率，而傳動(dòng)系是在發(fā)動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)速、檔位和加載扭矩等對(duì)應(yīng)工況參數(shù)下運(yùn)行的，因此針對(duì)承載構(gòu)件載荷譜的統(tǒng)計(jì)和編制方法不能直接應(yīng)用于傳動(dòng)系試驗(yàn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種合理再現(xiàn)汽車傳動(dòng)系運(yùn)行工況的用于室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)的汽車傳動(dòng)系載荷譜采集、編制方法，解決了汽車傳動(dòng)系室內(nèi)臺(tái)架可靠性試驗(yàn)編譜沒(méi)有依據(jù)，試驗(yàn)工況與實(shí)車工況相差較大的問(wèn)題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
用于室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)的汽車傳動(dòng)系載荷譜采集、編制方法，該方法包括如下步驟:
1)獲取實(shí)車工況信號(hào):
1.1)在變速器輸出左右半軸上粘貼應(yīng)變片，利用全橋式方法獲得扭矩信號(hào)，利用RF遙測(cè)系統(tǒng)把采集到的扭矩信號(hào)通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送到數(shù)據(jù)采集器；
1.2)利用安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的轉(zhuǎn)速傳感器獲取飛輪齒圈上的轉(zhuǎn)速脈沖，從而獲得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)；
1.3)在換擋手柄上安裝位移傳感器獲取檔位信號(hào)；
1.4)在變速器放油孔內(nèi)安裝溫度傳感器，通過(guò)溫度傳感器獲得變速器油溫信號(hào)；
1.5)在油門踏板和離合器踏板上安裝位移傳感器，獲得離合器行程及油門開(kāi)度信號(hào)；
2)將同步獲取的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、扭矩信號(hào)、檔位信號(hào)、離合器行程及油門開(kāi)度信號(hào)和變速器油溫信號(hào)輸入數(shù)據(jù)采集器經(jīng)過(guò)抗混濾波處理后，在數(shù)據(jù)采集器內(nèi)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并輸入計(jì)算機(jī)；
3)利用變速器輸出左右半軸的扭矩值之和除以變速器傳動(dòng)比獲得發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)；
4)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)進(jìn)行雨流法數(shù)據(jù)預(yù)處理，把去除無(wú)效幅值后的載荷譜進(jìn)行重構(gòu)，得到的壓縮載荷譜相對(duì)原始載荷譜數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)會(huì)大大減少；同時(shí)，在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)處理的過(guò)程中，保留該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和檔位信息；
5)載荷譜時(shí)域外推
使用時(shí)域方法對(duì)經(jīng)雨流方法壓縮處理后的載荷譜進(jìn)行外推，時(shí)域外推的具體步驟如
下；
5.1)對(duì)實(shí)車采集到的原始載荷信號(hào)，過(guò)濾小循環(huán)，提取時(shí)域信號(hào)的拐點(diǎn)；
5.2)用門限峰值法方法提取極值，估計(jì)超過(guò)值的平均值，同時(shí)這些超過(guò)值服從廣義Parto分布中的指數(shù)分布；
5.3)結(jié)合超過(guò)門限值的分布，在現(xiàn)有載荷序列的基礎(chǔ)上隨機(jī)產(chǎn)生載荷序列，得到k個(gè)載荷序列，將各個(gè)載荷時(shí)間序列連接起來(lái)即可得到外推的時(shí)域信號(hào)；
6)根據(jù)疲勞累積損傷理論把正拖和反拖工況下的扭矩各分為8級(jí)，取載荷譜中IO6次出現(xiàn)一次的幅值作為最大載荷幅值；各級(jí)載荷幅值與最大幅值之比依次為1，0.95，0.85，
0.725，0.575，0.425，0.275，0.125，以各級(jí)載荷幅值為中心，相鄰兩個(gè)等級(jí)載荷幅值的中點(diǎn)為邊界，進(jìn)行載荷等級(jí)劃分，獲得載荷等級(jí)范圍；
7)在重構(gòu)的載荷譜中找到不同扭矩載荷等級(jí)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速信息和檔位信息，把傳統(tǒng)的載荷一時(shí)間的頻次關(guān)系，轉(zhuǎn)變?yōu)檩d荷一發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的頻次關(guān)系，同時(shí)記錄各載荷等級(jí)對(duì)應(yīng)的各個(gè)檔位的頻次，通過(guò)提取載荷等級(jí)
巧對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、檔位和時(shí)間Ai來(lái)計(jì)算載荷等級(jí)%所對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪旋轉(zhuǎn)頻次和
檔位出現(xiàn)頻次；
8)程序載荷試驗(yàn)方法
對(duì)不同檔位及不同轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)飛輪旋轉(zhuǎn)圈數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲得各載荷等級(jí)下不同檔位及不同轉(zhuǎn)速區(qū)間對(duì)應(yīng)的各工況時(shí)間比例；確定傳動(dòng)系部件的壽命里程后即可確定程序循環(huán)的時(shí)間，進(jìn)而確定程序循環(huán)下各工況的時(shí)間比例；程序循環(huán)的載荷工況循環(huán)盡量按照中一高一低一中的順序加載，這種順序更接近傳動(dòng)系部件實(shí)際載荷的隨機(jī)工況；
9)隨機(jī)載荷試驗(yàn)方法
與原始載荷譜相比，經(jīng)過(guò)時(shí)域外推壓縮處理的載荷譜的時(shí)間歷程大大縮減且保持了相同的疲勞損傷，但如果直接用于室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)，雖然載荷損傷效果保持不變，但是相鄰載荷之間的時(shí)間關(guān)系已經(jīng)改變；根據(jù)臺(tái)架機(jī)械系統(tǒng)及測(cè)功機(jī)的響應(yīng)特性，可以用如下方法對(duì)壓縮載荷進(jìn)行處理:
9.1)重新定義采樣率:如果臺(tái)架系統(tǒng)響應(yīng)特性較低，則很難滿足載荷譜中頻率過(guò)高成分的加載要求，可以通過(guò)定義新的采樣率來(lái)降低過(guò)高的加載頻率響應(yīng)；
9.2)通過(guò)正弦曲線或余弦曲線、以及樣條函數(shù)插值的方法對(duì)變化過(guò)陡的曲線進(jìn)行插
補(bǔ)；
9.3)定義升速斜率和降速斜率:對(duì)載荷譜中轉(zhuǎn)速時(shí)間序列進(jìn)行擬合，降低升降速斜率以便滿足臺(tái)架系統(tǒng)和測(cè)功機(jī)的響應(yīng)特性要求； 9.4)根據(jù)臺(tái)架系統(tǒng)所允許的最大扭矩和轉(zhuǎn)速值，設(shè)定扭矩和轉(zhuǎn)速上限值，防止畸點(diǎn)載荷過(guò)高而損壞臺(tái)架系統(tǒng)。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
1、本發(fā)明的用于室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)的汽車傳動(dòng)系載荷譜采集、編制方法，實(shí)車采集用戶行駛載荷數(shù)據(jù)，采用雨流法對(duì)測(cè)得的載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，同時(shí)獲得壓縮載荷對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速和檔位信息，得到基于不同載荷等級(jí)轉(zhuǎn)速和檔位的統(tǒng)計(jì)分布。利用門限峰值理論載荷外推方法獲得包含轉(zhuǎn)速和檔位信息的傳動(dòng)系時(shí)域外推載荷譜。時(shí)域外推是將測(cè)試信號(hào)通過(guò)過(guò)濾直接外推得到所需里程的時(shí)間歷程，這種方法相對(duì)于雨流法更適用于時(shí)域信號(hào)重構(gòu)。運(yùn)用重新定義采樣率和樣條插補(bǔ)方法對(duì)隨機(jī)載荷進(jìn)行處理，獲得適合臺(tái)架試驗(yàn)使用的隨機(jī)載荷譜。為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)汽車傳動(dòng)系零部件的可靠性和制定科學(xué)的室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)規(guī)范提供依據(jù)。
[0007]2、有效解決了汽車傳動(dòng)系室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)工況編制沒(méi)有依據(jù)，室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)與汽車實(shí)際行駛工況嚴(yán)重脫離的問(wèn)題，在室內(nèi)臺(tái)架上合理再現(xiàn)了傳動(dòng)系的加載工況。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為傳感器布置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為某一載荷等級(jí)石對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速和檔位圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
[0010]用于室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)的汽車傳動(dòng)系載荷譜采集、編制方法，該方法包括如下步驟:
O獲取實(shí)車工況信號(hào)(如圖1所示，圖中:1 一變速器輸出左右半軸的扭矩信號(hào)，2—發(fā)
動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，3—油門開(kāi)度信號(hào)，4一離合器行程行程信號(hào)，5—變速器油溫信號(hào)，6—檔位信號(hào)，7 —由車輪ABS系統(tǒng)獲得的車速歷程信號(hào)):
1.1)在變速器輸出左右半軸上粘貼應(yīng)變片，利用全橋式方法獲得扭矩信號(hào)，利用RF遙測(cè)系統(tǒng)把采集到的扭矩信號(hào)通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送到數(shù)據(jù)采集器，解決了在旋轉(zhuǎn)設(shè)備上安裝線束的困難。
[0011]1.2)利用安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的轉(zhuǎn)速傳感器獲取飛輪齒圈上的轉(zhuǎn)速脈沖，從而獲得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)。
[0012]1.3)在換擋手柄上安裝位移傳感器獲取檔位信號(hào)。
[0013]1.4)在變速器放油孔內(nèi)安裝溫度傳感器，通過(guò)溫度傳感器獲得變速器油溫信號(hào)。
[0014]1.5)在油門踏板和離合器踏板上安裝位移傳感器，獲得離合器行程及油門開(kāi)度信號(hào)。
[0015]2)將同步獲取的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)、扭矩信號(hào)、檔位信號(hào)、離合器行程及油門開(kāi)度信號(hào)和變速器油溫信號(hào)輸入數(shù)據(jù)采集器經(jīng)過(guò)抗混濾波處理后，在數(shù)據(jù)采集器內(nèi)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并輸入計(jì)算機(jī)。
[0016]3)利用變速器輸出左右半軸的扭矩值之和除以變速器傳動(dòng)比(由檔位獲得)獲得發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)。
[0017]4)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)進(jìn)行偽讀數(shù)的去除、平穩(wěn)性檢驗(yàn)、峰谷值檢測(cè)、無(wú)效
幅值的省略等雨流法數(shù)據(jù)預(yù)處理(目的是去除對(duì)變速器疲勞損傷影響小的數(shù)據(jù))，把去除無(wú)效幅值后的載荷譜進(jìn)行重構(gòu)，得到的壓縮載荷譜相對(duì)原始載荷譜數(shù)據(jù)(轉(zhuǎn)速信號(hào)、扭矩信號(hào)和檔位信號(hào))點(diǎn)數(shù)會(huì)大大減少；同時(shí)，在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)處理的過(guò)程中，保留該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和檔位信息。
[0018]5)載荷譜時(shí)域外推
很多情況下為了縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間和測(cè)試成本，載荷時(shí)間歷程只能實(shí)現(xiàn)相對(duì)短時(shí)間內(nèi)的測(cè)量，然后采用外推來(lái)獲得全壽命載荷譜預(yù)測(cè)。合適的外推方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)總體樣本載荷的準(zhǔn)確估計(jì)，獲得等效的疲勞損傷載荷譜，而且可以估計(jì)出實(shí)際路譜采集過(guò)程中沒(méi)有測(cè)到的大載荷，使用時(shí)域方法對(duì)經(jīng)雨流方法壓縮處理后的載荷譜進(jìn)行外推。時(shí)域外推的具體步驟如下:
5.1)對(duì)實(shí)車采集到的原始載荷信號(hào)(扭矩信號(hào)及扭矩信號(hào)對(duì)應(yīng)的該時(shí)刻的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和檔位信息)，過(guò)濾小循環(huán)，提取時(shí)域信號(hào)的拐點(diǎn)。
[0019]5.2)用門限峰值法(POT)方法提取極值，估計(jì)超過(guò)值的平均值，同時(shí)這些超過(guò)值服從廣義Parto分布中的指數(shù)分布。
[0020]5.3)結(jié)合超過(guò)門限值的分布，在現(xiàn)有載荷序列(現(xiàn)有載荷序列是指對(duì)實(shí)車采集到的原始載荷信號(hào)經(jīng)過(guò)過(guò)濾小循環(huán)處理后的數(shù)據(jù))的基礎(chǔ)上隨機(jī)產(chǎn)生載荷序列，得到k個(gè)載荷序列(k為大于2的自然數(shù))，將各個(gè)載荷時(shí)間序列連接起來(lái)即可得到外推的時(shí)域信號(hào)。
[0021]6)根據(jù)疲勞累積損傷理論把正拖和反拖工況下的扭矩各分為8級(jí)，取載荷譜中IO6次出現(xiàn)一次的幅值作為最大載荷幅值；各級(jí)載荷幅值與最大幅值之比依次為1，0.95，
0.85，0.725，0.575，0.425，0.275，0.125，以各級(jí)載荷幅值為中心，相鄰兩個(gè)等級(jí)載荷幅值的中點(diǎn)為邊界，進(jìn)行載荷等級(jí)劃分，獲得載荷等級(jí)范圍。
[0022]7)在重構(gòu)的載荷譜中找到不同扭矩載荷等級(jí)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速和檔位信息，把傳統(tǒng)的載荷一時(shí)間的頻次關(guān)系，轉(zhuǎn)變?yōu)檩d荷一發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的頻次關(guān)系，同時(shí)記錄各載荷等級(jí)對(duì)應(yīng)的各個(gè)檔位的頻次(圖2)，通過(guò)提取載荷等級(jí)7；對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、檔位和時(shí)
間u來(lái)計(jì)算載荷等級(jí)%所對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪旋轉(zhuǎn)頻次和檔位出現(xiàn)頻次。
[0023]8)程序載荷試驗(yàn)方法
對(duì)不同檔位及不同轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)飛輪旋轉(zhuǎn)圈數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲得各載荷等級(jí)下不同檔位及不同轉(zhuǎn)速區(qū)間對(duì)應(yīng)的各工況時(shí)間比例。確定傳動(dòng)系部件的壽命里程后即可確定程序循環(huán)的時(shí)間，進(jìn)而確定程序循環(huán)下各工況的時(shí)間比例。程序循環(huán)的載荷工況循環(huán)盡量按照中一高一低一中的順序加載，這種順序更接近傳動(dòng)系部件實(shí)際載荷的隨機(jī)工況(參考文獻(xiàn):基于載荷譜的MT變速器疲勞設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究(第49頁(yè))，作者:符代竹)。
[0024]9)隨機(jī)載荷試驗(yàn)方法
與原始載荷譜相比，經(jīng)過(guò)雨流計(jì)數(shù)方法壓縮處理的載荷譜的時(shí)間歷程大大縮減且保持了相同的疲勞損傷，但如果直接用于室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)，雖然載荷損傷效果保持不變，但是相鄰載荷之間的時(shí)間關(guān)系已經(jīng)改變。根據(jù)臺(tái)架機(jī)械系統(tǒng)及測(cè)功機(jī)的響應(yīng)特性，可以用如下方法對(duì)壓縮載荷進(jìn)行處理:
9.1)重新定義采樣率:如果臺(tái)架系統(tǒng)響應(yīng)特性較低(如:低于IOOHz)，則很難滿足載荷譜中頻率過(guò)高成分(如:150Hz)的加載要求，可以通過(guò)定義新的采樣率來(lái)降低過(guò)高的加載頻率響應(yīng)。[0025]9.2)通過(guò)正弦曲線(或余弦曲線)和樣條函數(shù)插值的方法對(duì)變化過(guò)“陡”(如:
【權(quán)利要求】
1.用于室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)的汽車傳動(dòng)系載荷譜采集、編制方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 1)獲取實(shí)車工況信號(hào): ·1.1)在變速器輸出左右半軸上粘貼應(yīng)變片，利用全橋式方法獲得扭矩信號(hào)，利用RF遙測(cè)系統(tǒng)把采集到的扭矩信號(hào)通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送到數(shù)據(jù)采集器； ·1.2)利用安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的轉(zhuǎn)速傳感器獲取飛輪齒圈上的轉(zhuǎn)速脈沖，從而獲得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)； ·1.3)在換擋手柄上安裝位移傳感器獲取檔位信號(hào)； ·1.4)在變速器放油孔內(nèi)安裝溫度傳感器，通過(guò)溫度傳感器獲得變速器油溫信號(hào)； ·1.5)在油門踏板和離合器踏板上安裝位移傳感器，獲得離合器行程及油門開(kāi)度信號(hào)； 2)將同步獲取的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、扭矩信號(hào)、檔位信號(hào)、離合器行程及油門開(kāi)度信號(hào)和變速器油溫信號(hào)輸入數(shù)據(jù)采集器經(jīng)過(guò)抗混濾波處理后，在數(shù)據(jù)采集器內(nèi)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并輸入計(jì)算機(jī)； 3)利用變速器輸出左右半軸的扭矩值之和除以變速器傳動(dòng)比獲得發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)； 4)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)進(jìn)行雨流法數(shù)據(jù)預(yù)處理，把去除無(wú)效幅值后的載荷譜進(jìn)行重構(gòu)，得到的壓縮載荷譜相對(duì)原始載荷譜數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)會(huì)大大減少；同時(shí)，在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)處理的過(guò)程中，保留該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和檔位信息； 5)載荷譜時(shí)域外推 使用時(shí)域方法對(duì)經(jīng)雨流方法壓縮處理后的載荷譜進(jìn)行外推，時(shí)域外推的具體步驟如下； ·5.1)對(duì)實(shí)車采集到的原始載荷信號(hào)，過(guò)濾小循環(huán)，提取時(shí)域信號(hào)的拐點(diǎn)； ·5.2)用門限峰值法方法提取極值，估計(jì)超過(guò)值的平均值，同時(shí)這些超過(guò)值服從廣義Parto分布中的指數(shù)分布； ·5.3)結(jié)合超過(guò)門限值的分布，在現(xiàn)有載荷序列的基礎(chǔ)上隨機(jī)產(chǎn)生載荷序列，得到k個(gè)載荷序列，將各個(gè)載荷時(shí)間序列連接起來(lái)即可得到外推的時(shí)域信號(hào)； 6)根據(jù)疲勞累積損傷理論把正拖和反拖工況下的扭矩各分為8級(jí)，取載荷譜中IO6次出現(xiàn)一次的幅值作為最大載荷幅值；各級(jí)載荷幅值與最大幅值之比依次為1，0.95，0.85，·0.725，0.575，0.425，0.275，0.125，以各級(jí)載荷幅值為中心，相鄰兩個(gè)等級(jí)載荷幅值的中點(diǎn)為邊界，進(jìn)行載荷等級(jí)劃分，獲得載荷等級(jí)范圍； 7)在重構(gòu)的載荷譜中找到不同扭矩載荷等級(jí)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速信息和檔位信息，把傳統(tǒng)的載荷一時(shí)間的頻次關(guān)系，轉(zhuǎn)變?yōu)檩d荷一發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的頻次關(guān)系，同時(shí)記錄各載荷等級(jí)對(duì)應(yīng)的各個(gè)檔位的頻次，通過(guò)提取載荷等級(jí)^對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、檔位和時(shí)間Lt來(lái)計(jì)算載荷等級(jí)所對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪旋轉(zhuǎn)頻次和檔位出現(xiàn)頻次； 8)程序載荷試驗(yàn)方法 對(duì)不同檔位及不同轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)飛輪旋轉(zhuǎn)圈數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲得各載荷等級(jí)下不同檔位及不同轉(zhuǎn)速區(qū)間對(duì)應(yīng)的各工況時(shí)間比例；確定傳動(dòng)系部件的壽命里程后即可確定程序循環(huán)的時(shí)間，進(jìn)而確定程序循環(huán)下各工況的時(shí)間比例；程序循環(huán)的載荷工況循環(huán)盡量按照中--高--低--中的順序加載，這種順序更接近傳動(dòng)系部件實(shí)際載荷的隨機(jī)工況； 9)隨機(jī)載荷試驗(yàn)方法 與原始載荷譜相比，經(jīng)過(guò)時(shí)域外推壓縮處理的載荷譜的時(shí)間歷程大大縮減且保持了相同的疲勞損傷，但如果直接用于室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)，雖然載荷損傷效果保持不變，但是相鄰載荷之間的時(shí)間關(guān)系已經(jīng)改變；根據(jù)臺(tái)架機(jī)械系統(tǒng)及測(cè)功機(jī)的響應(yīng)特性，可以用如下方法對(duì)壓縮載荷進(jìn)行處理: ` 9.1)重新定義采樣率:如果臺(tái)架系統(tǒng)響應(yīng)特性較低，則很難滿足載荷譜中頻率過(guò)高成分的加載要求，可以通過(guò)定義新的采樣率來(lái)降低過(guò)高的加載頻率響應(yīng)； ` 9.2)通過(guò)正弦曲線或余弦曲線、以及樣條函數(shù)插值的方法對(duì)變化過(guò)陡的曲線進(jìn)行插補(bǔ)； `9.3)定義升速斜率和降速斜率:對(duì)載荷譜中轉(zhuǎn)速時(shí)間序列進(jìn)行擬合，降低升降速斜率以便滿足臺(tái)架系統(tǒng)和測(cè)功機(jī)的響應(yīng)特性要求； ` 9.4)根據(jù)臺(tái)架系統(tǒng)所允許的最大扭矩和轉(zhuǎn)速值，設(shè)定扭矩和轉(zhuǎn)速上限值，防止畸點(diǎn)載荷過(guò)高而損壞臺(tái)架系統(tǒng)。`
【文檔編號(hào)】G01M17/007GK103674571SQ201410003026
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2014年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月3日
【發(fā)明者】李文禮, 易鵬, 余勇, 劉萬(wàn)偉, 王晶晶 申請(qǐng)人:重慶市科學(xué)技術(shù)研究院