某重型車橋上推力桿支架載荷譜分析

吳斌，馮澤功，楊清

摘 要：文章基于用戶工況的實車載荷譜采集，針對某重型車橋開發的上推力桿支架，確定臺架試驗載荷及評價標準。

關鍵詞：載荷譜;推力桿支架;臺架試驗;評價標準

中圖分類號：U463 ?文獻標識碼：A ?文章編號：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

對于重型商用車的推力桿支架，在車輛的使用過程中具有載荷傳遞的作用，影響車輛的行駛安全，所以支架的壽命設計至關重要。而目前尚無相關行業標準進行臺架驗證，因此通過實車載荷譜信號采集，制定臺架試驗載荷及評價標準，以便設計壽命達到實際使用需求。

1 載荷譜采集

通過整車上推力桿的應變信號采集，得到實車推力桿支架的極限載荷，采集狀態如圖1所示：

圖1 ?整車載荷譜采集

1.1 推力桿載荷標定

通過臺架標定獲悉載荷與應變的關系，在上推力桿上粘貼應變片進行標定，其中y為推力桿處應變，x為對應的載荷，圖2為臺架標定的結果：

圖2 ?推力桿臺架標定

由于上推力桿支架與V推相連，對上支架而言，承受主要載荷為沿V推力桿X方向的分解力，以下圖3為V推的受力狀態。

對于V推桿沿X方向載荷的計算公式如下：

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

其中A為V推桿夾角，F1和F2分別為V推桿左右兩側載荷。

圖3 ?V推載荷分解

1.2 推力桿信號采集

通過在牽引車所使用的6種用戶工況下進行信號采集，獲悉各個工況上推力桿支架的載荷，確定極限載荷范圍。

圖4 ?實車信號采集

以下表1和表2分別為用戶道路及極限工況的上支架載荷譜的極值統計數據：

表1 ?用戶工況載荷統計值

表2 ?極限工況載荷統計值

可以看出，在緊急制動和半坡起步工況下上推支架所承受的載荷是最大的，其中緊急制動最大載荷-46.74kN，半坡起步最大載荷39.71kN，兩種工況載荷方向相反，與實際行駛工況受力方向一致。

2 臺架加載載荷的確定

2.1 臺架載荷的原則

關于臺架試驗載荷的確定，一方面根據整車推力桿采集的最大載荷，作為參考;另一方面需考慮使用工況的載荷概率分布規律，要求極限載荷能夠滿足整車生命周期內95%的運行載荷工況，進行修正。綜合以上兩點作為最終的臺架加載載荷。

2.2 臺架載荷的確認

通過整車路譜采集可知，上推力桿最大載荷為-46.74kN，通過實車大數據分析可知修正系數約為1.2，經過修正且圓整后，得到臺架試驗載荷60kN。

為模擬制動驅動雙向工況，臺架加載波形為正弦波對稱循環加載，具體輸入參數如下：

表3 ?臺架試驗參數

3 臺架試驗評價標準

臺架試驗標準評價使用某商業軟件進行用戶道路與臺架試驗關聯性計算，在等效過程計算偽損傷時S-N斜率按照材料實際的參數選擇。

選取用戶道路作為關聯計算的目標載荷譜，對于用戶道路，分別選取高速公路、城市道路、非鋪裝道路三種路況按照實際行駛統計比例進行載荷譜雨流外推，按照180萬公里進行各段里程分配：

表4 ?用戶里程分配比例

圖5 ?用戶道路載荷譜

選取10s長的一段正弦波信號作為臺架加載信號，作為等效載荷譜，與用戶使用道路進行關聯，以便確定合適的評價標準。

圖6 ?臺架載荷10s信號

以用戶使用180萬公里作為等效關聯，等效過程偽損傷比值保證100%，具體結果如下：

表5 ?臺架試驗等效結果

按照該試驗方法，若要滿足客戶180萬行駛里程，則要求最低壽命不低于20萬次合格。

4 結論

本文通過對用戶使用路面載荷譜采集獲得實際載荷數據，找出各種工況下的最大載荷來確定臺架試驗載荷。用戶

路面載荷譜與臺架載荷關聯，確定臺架試驗評價標準。此方法保證臺架試驗結果能夠反映實際的使用情況。

參考文獻

[1] 管超，周鋐，徐剛.基于損傷的汽車零部件試驗分析.

[2] 張然治主譯.疲勞試驗測試分析理論與實踐[M].國防工業出版社， 2011.