基于轮心六分力的载荷分解方法

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摘要： 用Adams建立车辆虚拟样机，根据获取的真实道路轮心六分力结果，使车辆虚拟模型的载荷结果逼近真实道路情况，实现虚拟样机重现实际道路的过程，进而获取车身及其零部件的道路谱疲劳载荷，并为疲劳分析提供载荷输入.

关键词： 疲劳分析； 载荷分解； 六分力

中图分类号： U462.36文献标志码： B

0引言

在竞争激烈的汽车市场中，如何提高自主品牌的影响力，在客户群中树立可靠、耐用的品质目标，提高产品的疲劳耐久性能无疑是最有效、最为根本的的手段之一.

在研发初期，就应紧紧围绕目标市场开展产品耐久性能调查，充分了解目标客户的需求，紧跟汽车产品发展的步伐，制订出合理的产品疲劳耐久性指标.[1]以整车耐久性指标为基础，通过充分考虑典型载荷工况、实际客户使用工况和试验场道路谱载荷等，进行CAE虚拟静强度和疲劳强度分析工作.对于结构存在薄弱的环节，进行结构改进和重复验证，直到完全满足产品目标市场的疲劳耐久性指标.

汽车多体动力学虚拟仿真分析技术在过去的几十年里取得长足发展，能够有效支持汽车在各种工况下的静载荷和动载荷分析.但汽车的整车仿真模拟精度还受制于轮胎模型，因此，本文分析使用耐久性试验采集的轮心处六分力作为多体模型的输入，进行虚拟仿真分析，进而开展虚拟仿真模型的验证和载荷分解工作，有效避开轮胎模型的问题.

1整车虚拟样机的建立

整车虚拟样机的质量直接影响到能否获取可信的车身和底盘零部件的疲劳载荷.若整车模型与实际样车差距较大，将导致迭代所需的传递函数不能真实反映车辆状态，甚至会导致仿真迭代不能正常进行.[2]

首先，根据样车底盘参数如硬点、零部件质量、弹簧刚度、减振器阻尼以及衬套的刚度等数据，用Adams建立该车不包含轮胎的多体动力学模型.根据车辆的组成，在Adams中将模型分为前悬架、稳定杆、转向系、发动机、传动系、后悬架、板簧以及车身等子系统.[3]为获得更准确的载荷历程，并方便提取结果，模型中的车身和副车架使用弹性体建模.其次，在道路测试前，应测量车辆的轮胎载荷和悬架限位器间隙等参数，并根据测量结果对模型进行修正，保证轮荷、轮胎气压等参数与试验状态相同.整车模型见图1.

5结束语

基于Adams/Car的虚拟仿真平台，利用耐久性试验采集的轮心处六分力作为仿真模型的输入，验证该仿真模型的准确性，并以此为基础进行疲劳载荷分解.结果表明，本文方法得到的加速度数据在时域和频域图中都吻合较好，能满足疲劳载荷分析要求.

参考文献：

[1]王霄锋. 汽车底盘设计[M]. 北京： 清华大学出版社， 2010.

[2]MITSCHKE M， WALLENTOWITZ H. Dynamik der kraftfahrzeuge[M]. Berlin： Springer-Verlag， 2004.

[3]陈军. Adams技术与工程分析实例[M]. 北京： 中国水利水电出版社， 2008.（编辑陈锋杰）