某重型车桥上推力杆支架载荷谱分析

吴斌，冯泽功，杨清

摘 要：文章基于用户工况的实车载荷谱采集，针对某重型车桥开发的上推力杆支架，确定台架试验载荷及评价标准。

关键词：载荷谱;推力杆支架;台架试验;评价标准

中图分类号：U463  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2019）23-143-03

An Analysis on the Load Spectrum of Axle Bracket

Wu Bin， Feng Zegong， Yang Qing

（ Shaanxi Hande Axle Co.， LTD， Shaanxi Xian 710201 ）

Abstract： In this paper， the rig test load and evaluation criteria are determined， based on the vehicle load spectrum of customer conditions， aiming at the upper bracket of axle.

Keywords： Load spectrum; Axle bracket; Rig test; Evaluation criteria

CLC NO.： U463  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2019）23-143-03

前言

對于重型商用车的推力杆支架，在车辆的使用过程中具有载荷传递的作用，影响车辆的行驶安全，所以支架的寿命设计至关重要。而目前尚无相关行业标准进行台架验证，因此通过实车载荷谱信号采集，制定台架试验载荷及评价标准，以便设计寿命达到实际使用需求。

1 载荷谱采集

通过整车上推力杆的应变信号采集，得到实车推力杆支架的极限载荷，采集状态如图1所示：

图1  整车载荷谱采集

1.1 推力杆载荷标定

通过台架标定获悉载荷与应变的关系，在上推力杆上粘贴应变片进行标定，其中y为推力杆处应变，x为对应的载荷，图2为台架标定的结果：

图2  推力杆台架标定

由于上推力杆支架与V推相连，对上支架而言，承受主要载荷为沿V推力杆X方向的分解力，以下图3为V推的受力状态。

对于V推杆沿X方向载荷的计算公式如下：

Load_V_X=F1*cos（A/2）+ F2*cos（A/2）            （1）

其中A为V推杆夹角，F1和F2分别为V推杆左右两侧载荷。

图3  V推载荷分解

1.2 推力杆信号采集

通过在牵引车所使用的6种用户工况下进行信号采集，获悉各个工况上推力杆支架的载荷，确定极限载荷范围。

图4  实车信号采集

以下表1和表2分别为用户道路及极限工况的上支架载荷谱的极值统计数据：

表1  用户工况载荷统计值

表2  极限工况载荷统计值

可以看出，在紧急制动和半坡起步工况下上推支架所承受的载荷是最大的，其中紧急制动最大载荷-46.74kN，半坡起步最大载荷39.71kN，两种工况载荷方向相反，与实际行驶工况受力方向一致。

2 台架加载载荷的确定

2.1 台架载荷的原则

关于台架试验载荷的确定，一方面根据整车推力杆采集的最大载荷，作为参考;另一方面需考虑使用工况的载荷概率分布规律，要求极限载荷能够满足整车生命周期内95%的运行载荷工况，进行修正。综合以上两点作为最终的台架加载载荷。

2.2 台架载荷的确认

通过整车路谱采集可知，上推力杆最大载荷为-46.74kN，通过实车大数据分析可知修正系数约为1.2，经过修正且圆整后，得到台架试验载荷60kN。

为模拟制动驱动双向工况，台架加载波形为正弦波对称循环加载，具体输入参数如下：

表3  台架试验参数

3 台架试验评价标准

台架试验标准评价使用某商业软件进行用户道路与台架试验关联性计算，在等效过程计算伪损伤时S-N斜率按照材料实际的参数选择。

选取用户道路作为关联计算的目标载荷谱，对于用户道路，分别选取高速公路、城市道路、非铺装道路三种路况按照实际行驶统计比例进行载荷谱雨流外推，按照180万公里进行各段里程分配：

表4  用户里程分配比例

图5  用户道路载荷谱

选取10s长的一段正弦波信号作为台架加载信号，作为等效载荷谱，与用户使用道路进行关联，以便确定合适的评价标准。

图6  台架载荷10s信号

以用户使用180万公里作为等效关联，等效过程伪损伤比值保证100%，具体结果如下：

表5  台架试验等效结果

按照该试验方法，若要满足客户180万行驶里程，则要求最低寿命不低于20万次合格。

4 结论

本文通过对用户使用路面载荷谱采集获得实际载荷数据，找出各种工况下的最大载荷来确定台架试验载荷。用户

路面载荷谱与台架载荷关联，确定台架试验评价标准。此方法保证台架试验结果能够反映实际的使用情况。

参考文献

[1] 管超，周鋐，徐刚.基于损伤的汽车零部件试验分析.

[2] 张然治主译.疲劳试验测试分析理论与实践[M].国防工业出版社， 2011.