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四立柱臺架加速試驗案例
本文節(jié)選自《車輛耐久性載荷分析概述》第五章以下是分享的節(jié)選內容
5.2 主要考慮載荷分布的情況
在第5.1小節(jié)列舉了四個零部件臺架加速試驗的例子，包括排氣系統(tǒng)冷端后掛鉤及消聲筒焊縫液壓伺服臺架試驗、傳動系統(tǒng)齒輪旋轉臺架試驗、單軸電磁振動臺和車輪雙軸疲勞試驗。這四個例子由于所承受的載荷形式不同，因此處理方法也截然不同，但是，都需要統(tǒng)籌考慮載荷分布和強度分布兩個因素對于試驗結果進行解讀和決策，來判斷一批試驗樣品是否滿足要求。
本節(jié)討論兩方面規(guī)范制定過程中的技術應對。一個是四立柱輪耦合臺架試驗規(guī)范的制定，一個是強化路面試驗場試驗規(guī)范的制定。
四立柱輪耦合臺架規(guī)范的制定屬于道路模擬試驗規(guī)范的范疇，與此相類似的329軸耦合試驗臺架、MAST多軸道路模擬振動試驗臺、Cab Shaker臺架，都是以多軸時域波形回放（TWR）作為控制技術的液壓試驗臺架，其試驗載荷譜的編制有類似的地方，因此用四立柱臺架做一個例子，來談一下這類問題的處理方法。
把試驗場強化路面試驗規(guī)范的制定也放在這一節(jié)，實際上是把車輛在強化路面試驗場上的路試作為更為逼真、全面的、廣義“道路載荷模擬”試驗。
由于此類試驗的測試對象多為子系統(tǒng)或是整車，在規(guī)范的制定過程中再納入強度分布的因素，其可操作性是比較差的，因此，往往只考慮載荷分布的因素來制定相關的規(guī)范。也就是說，如圖5-30所示，將涉及到的目標載荷的分布全部納入考量，一旦指定一個概率指標（比如說95％）則目標載荷的分位數(shù)就會明確。那么，在制定規(guī)范的時候盡可能讓規(guī)范所對應的載荷強度高于、且接近這些目標載荷的一系列分位數(shù)即可。這是從損傷當量的維度去處理和把握此類問題的原則和思路，當然還會涉及到其它一些方面的要求。
5.2.1 四立柱臺架加速試驗案例
如圖5-31所示，是典型的乘用車四立柱輪耦合臺架。在道路載荷數(shù)據(jù)采集的過程中，獲得了車輛上安裝的一些傳感器獲得的典型工況下的一些時域信號。這些時域信號將成為目標信號，在以四立柱為代表的多軸液壓臺架上，通過所謂時域波形回放（TWR）的控制技術去復現(xiàn)。
如圖5-32所示，特別是當這些目標信號來源于公共路面（比如高速路）的時候，信號中往往都會包含一些對于損傷貢獻不大的成份，而這些成份占據(jù)和耗費的時間有時候很大，這就構成了對于這類問題可以進行試驗加速的先天條件。
如圖5-33所示，用一個指定的時間窗口去過濾每一個參與其中的目標信號（濾波），一旦在某一個時間窗口內參與其中的所有目標信號的載荷波動都小于某一個預先指定的閾值，那么就可以將這一段時間窗口的信號濾掉。按照這一原則，如圖5-32所示，壓縮前和壓縮后的目標信號經(jīng)過Range Pair計數(shù)后計算偽損傷的差異須很小才可以，以滿足試驗載荷加速的過程中從幅值方面確保偽損傷的相似性。
圖5-30 道路模擬試驗和強化路面試驗場試驗規(guī)范制定過程中的主要原則2 
圖5-31 四立柱輪耦合臺架
圖5-32 壓縮前和壓縮后的目標信號對比2
由于是多軸載荷，牽扯到多軸疲勞的問題。因此，當軸的數(shù)目不是太多的情況下，濾波的條件和判據(jù)除了要求參與其中的全部目標信號的載荷波動在某一個時間窗口內都須小于某一個預先指定的閾值外，如圖5-33所示，最好將相關的多軸載荷投影到各個可能的投影方向 上，并追加要求載荷向量 沿著各個可能的投影方向 的投影 在該時間窗口內也都須小于預先指定的閾值，才可以濾掉這一段信號?？梢韵胍?，一旦多軸的“軸數(shù)”很多，這種投影的組合會陡然上升，因此，TecWare軟件允許六軸及其以下的多軸問題都可以選擇在濾波的過程中考慮多軸投影的因素。對于多軸疲勞的問題，在沒有外載荷與內部響應之間更為詳細的補充信息的條件下，這一處理方法是非常嚴謹且偏于安全的。
另外，無論是否采用和考慮多軸投影這一因素，濾波之后需要通過光滑的信號對于濾波后的信號進行連接和過度，以避免能量泄露。
由于在濾波的過程中，一旦出發(fā)了濾波條件，參與其中的全部目標信號會全部濾掉相關載荷，否則的化全部保留這一段載荷，這樣一種處理原則確保了相關載荷之間相位關系（CSD）和加載次序不會發(fā)生變化。
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