DCT關(guān)鍵零部件道路模擬加速可靠性試驗方法的研究*

鄒喜紅，楊真亮，袁冬梅，趙秋林，余 勇

(1.重慶理工大學，汽車零部件先進制造技術(shù)教育部重點實驗室，重慶 400054； 2.重慶青山工業(yè)有限責任公司，重慶 402761； 3.重慶市科學技術(shù)研究院，重慶 401123)

2016124

DCT關(guān)鍵零部件道路模擬加速可靠性試驗方法的研究*

鄒喜紅1，楊真亮1，袁冬梅1，趙秋林2，余 勇3

(1.重慶理工大學，汽車零部件先進制造技術(shù)教育部重點實驗室，重慶 400054； 2.重慶青山工業(yè)有限責任公司，重慶 402761； 3.重慶市科學技術(shù)研究院，重慶 401123)

本文中結(jié)合加速試驗技術(shù)和道路模擬試驗技術(shù)，提出了基于時頻域損傷等效和遠程參數(shù)控制的雙離合器自動變速器(DCT)關(guān)鍵零部件道路模擬加速可靠性試驗方法。首先通過在襄樊汽車試驗場采集DCT實際行駛道路載荷譜，基于局部應(yīng)力應(yīng)變法和Miner疲勞損傷累積理論分析了載荷譜的疲勞損傷。接著進一步分析了實測載荷譜的時域損傷和頻域損傷特性，提出了在時域損傷和頻域損傷等效基礎(chǔ)上基于定量損傷的疲勞損傷編輯及評估方法，并對實測載荷譜進行了編輯和濃縮。最后，基于遠程參數(shù)控制理論，在研制的3自由度道路模擬試驗臺上對濃縮和加速后的載荷譜進行了模擬迭代，對DCT關(guān)鍵零部件進行了道路模擬加速可靠性試驗。結(jié)果表明，所提出的載荷譜編輯方法不僅保留了載荷的時域損傷特性，同時也保留了載荷譜的頻域損傷特性，采用編輯后的載荷譜進行道路模擬試驗，在大大縮短時間的同時能夠?qū)CT的關(guān)鍵零部件疲勞可靠性進行準確的考核。

雙離合自動變速器；道路模擬；時域損傷；頻域損傷；加速試驗

前言

雙離合自動變速器(DCT)具有傳動效率高、安裝空間緊湊、動力不中斷、換擋速度快和燃油經(jīng)濟性好等諸多優(yōu)點，近年來市場需求旺盛，被認為是目前國內(nèi)最具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N新型自動變速器[1]。但當前DCT中的閥體、傳感器、TCU和執(zhí)行機構(gòu)等關(guān)鍵零部件的疲勞可靠性相對較差，缺乏相關(guān)的試驗驗證手段和考核方法，已成為制約DCT產(chǎn)業(yè)化的重要因素之一。室內(nèi)道路模擬試驗具有周期短、成本低、重復(fù)性好等優(yōu)點，已在汽車整車及其零部件疲勞可靠性試驗中逐步得到應(yīng)用[2]。隨著變速器行業(yè)競爭的日趨激烈，產(chǎn)品更新速度不斷加快，縮短變速器開發(fā)周期、提高產(chǎn)品競爭力成為各個變速器廠家的當務(wù)之急。DCT研制的短周期和低成本目標對可靠性保障技術(shù)提出了高效性和經(jīng)濟性的要求，加速試驗技術(shù)成為在時間和成本約束下保障汽車高可靠性和長壽命的必然要求。

對于汽車零部件加速疲勞試驗，工程上傳統(tǒng)的做法是直接將實測載荷譜中的小幅值刪除或者根據(jù)經(jīng)驗值設(shè)置載荷幅值閾值進行可控過濾，這些方法由于沒有在損傷層面建立等效關(guān)聯(lián)，故其可信度有待進一步驗證。盡管在加速試驗載荷譜的編輯方面出現(xiàn)了基于損傷編輯等方法[3]，但它們只在時域上進行基于損傷的編輯，很少對目標載荷譜的頻域損傷進行驗證，容易造成載荷譜的頻域失真，使目標載荷譜很容易丟失有效頻率成分，造成加速試驗結(jié)果偏差較大。

為此，本文中結(jié)合道路模擬試驗技術(shù)和加速試驗技術(shù)，提出了基于時頻域損傷等效和遠程參數(shù)控制的DCT關(guān)鍵零部件道路模擬加速可靠性試驗方法。首先在襄樊汽車試驗場采集了DCT實際行駛道路載荷譜，基于時域損傷和頻域損傷對選取的期望響應(yīng)信號進行綜合損傷編輯，既保證了載荷譜在時域上的加速性，又減少了編輯后的載荷譜在頻域上的失真，有效地濃縮了期望響應(yīng)信號，同時結(jié)合遠程參數(shù)控制方法，在室內(nèi)高精度再現(xiàn)了DCT關(guān)鍵零部件濃縮期望響應(yīng)信號。在此基礎(chǔ)上進行DCT關(guān)鍵零部件疲勞可靠性試驗，大大提高了試驗效率和準確性，為DCT高效開發(fā)提供了重要手段。

1 DCT道路載荷譜采集

DCT信號采集包括兩類信號：一是采集DCT關(guān)鍵部位的加速度信號作為目標響應(yīng)信號；二是采集應(yīng)變信號用于強度分析和室內(nèi)模擬監(jiān)測。通過對DCT的受力分析，在DCT上布置了7個加速度測點和6個應(yīng)變測點，其中部分測點布置如圖1所示。加速度傳感器主要布置在DCT的閥體、傳感器、電子元件和變速器總成懸置等位置，應(yīng)變片主要布置在DCT懸置的側(cè)板與底部和雙離合器附近肋板等應(yīng)力較大的區(qū)域。道路載荷譜采集選擇襄樊試車場的綜合路、工況路、高速環(huán)道和山區(qū)路，各個路段的比例應(yīng)保證所選的試驗場路段總和的路譜雨流矩陣與用戶目標使用路面的路譜雨流矩陣一致[4]，數(shù)據(jù)采集過程中用GPS車速儀對車速進行實時監(jiān)測，各路況行駛車速嚴格按照某企業(yè)疲勞耐久性試驗方法進行，每種路段各采樣3個循環(huán)，以驗證數(shù)據(jù)的可靠性和重復(fù)性[5]。

圖1 部分傳感器安裝位置圖

由于在室內(nèi)模擬試驗中采用三通道道路模擬試驗機，故選取圖1(a)中靠近DCT關(guān)鍵部位的兩個加速度測點和懸置上一個加速度測點在工況路下垂直方向的振動加速度信號作為目標迭代信號；選取肋板處的應(yīng)變較大的測點信號用于強度分析以及模擬迭代的監(jiān)測。

2 基于時頻域損傷等效的載荷譜編輯與濃縮方法

2.1 載荷譜的預(yù)處理

采集的原始道路載荷譜中混入了如零點漂移、趨勢項和高頻噪聲等非真實的信號。實踐表明，道路模擬試驗機在0～50Hz頻段內(nèi)具有較好的動態(tài)特性[6]，因此對原始響應(yīng)信號采用0.5～50Hz低通濾波，從而消除了原始信號中的零點漂移和趨勢項，并去除毛刺，刪除過渡路段信號，進行功率譜密度分析，選取最佳載荷譜，圖2是經(jīng)過預(yù)處理得到的一段550s的閥體附近肋板處應(yīng)變信號。

圖2 DCT殼體關(guān)鍵點應(yīng)變時域歷程

2.2 載荷譜的編輯原理

載荷譜的編輯涉及疲勞計算，當前計算疲勞常用兩類方法：名義應(yīng)力法(S-N法)和局部應(yīng)力應(yīng)變法(ε-N法)。

穩(wěn)態(tài)循環(huán)應(yīng)力應(yīng)變曲線表達式為

(1)

應(yīng)變壽命曲線表達式為

(2)

應(yīng)力壽命曲線表達式為

lgN=A+BlgS

(3)

Miner線性疲勞累積損傷法則表達式為

(4)

(5)

式中：εa為應(yīng)變幅值；εea為彈性應(yīng)變幅值；εpa為塑性應(yīng)變幅值；σa為應(yīng)力幅值；E為彈性模量；K′為循環(huán)強度系數(shù)；n′為循環(huán)應(yīng)變硬化指數(shù)；σf′為疲勞強度系數(shù)；εf′為疲勞延性系數(shù)；b為疲勞強度指數(shù)；c為疲勞延性指數(shù)；A和B為系數(shù)；N為疲勞壽命(循環(huán)次數(shù))；D為疲勞總損傷度；ni為各載荷水平下的循環(huán)次數(shù)；Ni為各載荷的疲勞壽命；σm為應(yīng)力均值。

本文中的疲勞分析利用的是變速器殼體的應(yīng)變信號，屬于低周疲勞范疇，故采用局部應(yīng)力-應(yīng)變法。在使用Miner準則時通常要對平均應(yīng)力或平均應(yīng)變進行修正，一般有Morrow法、Gerber法(式(5))和Sachs法。由于變速器殼體是延性材料，選用Gerber方法進行平均應(yīng)變修正。

在載荷譜編輯中，兼顧載荷譜的時域損傷和頻域損傷，保留頻域損傷的95%以上，同時刪除載荷譜時域歷程中損傷特性不明顯的小幅值循環(huán)。保留時頻域損傷是為了保證信號的頻率成分和幅值盡可能完整而不失真，在加速的同時保證損傷等效。

2.3 實測載荷譜的時頻域疲勞損傷分析

本文中使用了局部應(yīng)力應(yīng)變法對實測載荷譜進行了疲勞損傷分析，該DCT殼體的材料牌號為Al_Alloy_UML_UTS100,其應(yīng)變壽命曲線如圖3所示，其局部應(yīng)力-應(yīng)變性能參數(shù)為：屈服強度為76.923 1MPa，極限抗拉強度為100MPa,彈性模量E=7.3×104,疲勞強度系數(shù)σf′=167MPa,疲勞強度指數(shù)b=-0.095,疲勞延性指數(shù)c=-0.69，疲勞延性系數(shù)εf′=0.35,循環(huán)應(yīng)變硬化指數(shù)n′=0.11,循環(huán)強度系數(shù)K′=161MPa,彈性標準誤差SEe=0.1,塑性標準誤差SEp=0.1,循環(huán)標準誤差SEc=0.1，疲勞極限NC=2×108循環(huán)次?；趯崪y應(yīng)變譜的ε-N法計算疲勞壽命的流程如圖4所示。

圖3 材料應(yīng)變-壽命曲線

圖4 ε-N法疲勞壽命分析流程

工程實踐中，發(fā)現(xiàn)四峰-谷值雨流計數(shù)法有明顯的局限性，沒有完全再現(xiàn)載荷歷程。對上述實測應(yīng)變譜利用改進的三峰-谷值雨流計數(shù)法進行統(tǒng)計計數(shù)分析[7]，得到幅值-均值雙參數(shù)雨流計數(shù)直方圖，如圖5(a)所示。再結(jié)合材料特性曲線計算DCT殼體該測點的損傷度，得到損傷直方圖，如圖5(b)所示。同時將載荷時域歷程中每一循環(huán)產(chǎn)生的損傷值對半分，組成該循環(huán)的波峰和波谷處，而獲得的一個疊加后總的時間關(guān)聯(lián)損傷分布圖[8]，其與原始載荷譜對應(yīng)的損傷時間歷程如圖6所示，從時域損傷歷程中可以清楚地看到損傷發(fā)生的時刻。

圖5 應(yīng)變譜的雨流直方圖和損傷直方圖

圖6 與原始應(yīng)變譜對應(yīng)的損傷時間歷程

由圖可見，應(yīng)變譜只是在有限的幾個大幅值循環(huán)處對DCT殼體產(chǎn)生了較大損傷，其余片段對結(jié)構(gòu)的損傷貢獻幾乎為零，因此過濾掉這些小幅值循環(huán)來加速試驗是完全可行的。

由于變速器殼體應(yīng)變響應(yīng)信號為寬帶信號，Bendat方法僅適用于處理窄帶信號，因此計算應(yīng)變譜的功率譜密度函數(shù)，利用Dirlik方法[9]推出其應(yīng)變幅值-均值雨流分布矩陣，利用Gerber法進行平均應(yīng)變修正，結(jié)合材料的特性曲線計算得到其頻域損傷歷程[10]，如圖7所示。

圖7 應(yīng)變譜頻域損傷歷程

首先計算實測載荷譜的單邊功率譜密度函數(shù)：

G(f)=WX(f)|H(f)|2

(6)

令i=0，1，2，3，4，計算載荷譜的前5階慣性矩(對應(yīng)i=0的所謂0階慣性矩實際上是代表該段載荷的平均功率)：

(7)

接著計算載荷譜預(yù)期的峰值穿越期望：

(8)

然后計算載荷譜應(yīng)變幅概率密度函數(shù)：

(9)

其中：

最后計算載荷譜幅值-均值雨流分布矩陣，即應(yīng)變幅值-頻次分布矩陣，方法如下：

N(εa)=E[P]·T·p(εa)

(10)

式中：N(εa)為時間長度T、應(yīng)變幅值εa的應(yīng)變循環(huán)次數(shù)；E[P]為預(yù)期的峰值穿越期望；p(εa)為應(yīng)變幅概率密度函數(shù)；mi為PSD曲線的第i階慣性矩；G(f)為對應(yīng)于頻率f處的單邊PSD值；γ為不規(guī)則因子，WX(f)為實測應(yīng)變譜的功率譜密度函數(shù)；R為區(qū)域比例因子(Dirlik方法參數(shù))；xm為平均頻率；Z為歸一化振幅；D1，D2和D3為Dirlik方法參數(shù)；Q為質(zhì)量系數(shù)；H(f)為應(yīng)變響應(yīng)傳遞函數(shù)，可以利用模擬迭代的系統(tǒng)傳遞函數(shù)(式(11))近似代替。

(11)

式中：SCD(f)為輸入與輸出的互功率譜密度；SCC(f)為輸入的自功率譜密度。

然后再結(jié)合式(1)、式(2)和式(5)計算等效應(yīng)變幅值-頻次矩陣和應(yīng)變-壽命曲線，最后用式(4)計算出最終的頻域疲勞損傷。

由圖7應(yīng)變譜頻域損傷歷程可以看出，該應(yīng)變譜的損傷主要發(fā)生在0～40Hz內(nèi)，在后續(xù)的載荷譜編輯中要保證編輯濃縮后的載荷譜在此段頻域內(nèi)損傷基本保持不變，且功率譜密度分布趨勢一致才可以保證載荷在頻域上不失真。下面進行損傷量化評估[11]，然后基于該定量評估對載荷譜進行編輯，以實現(xiàn)室內(nèi)模擬加速可靠性試驗。

2.4 基于定量損傷的疲勞損傷編輯及評估

按照圖6和圖7所示的損傷歷程，即可在原始信號中刪除無損傷或小損傷的片段，將保留的載荷片段首尾用光滑曲線連接起來以減小對試驗臺架的沖擊。要注意信號的編輯涉及幅值和頻率兩個方面，如果將連續(xù)大載荷之間的小載荷都刪除，容易形成短時間內(nèi)信號幅值一直較大，導致液壓作動器很難跟上高能連續(xù)輸出的節(jié)奏，容易造成迭代發(fā)散，所以要適當保留信號中的小幅值循環(huán)。小載荷的保留比例應(yīng)至少保證該段載荷譜的大載荷的頻率低于設(shè)備在連續(xù)大載荷水平時的極限輸出頻率。

利用信號處理技術(shù)，對該應(yīng)變譜保留頻域損傷的95%以上，并分別保留時域損傷量的100%和95%兩種情況下，標記出可刪除片段，如圖8所示，將剩下的有損傷應(yīng)變譜片段通過光滑曲線連接起來，獲得編輯之后的應(yīng)變譜，并與原始應(yīng)變譜對比，如圖9所示。

圖8 保留100%和95%損傷值時原始信號刪除片段

圖9 保留100%和95%損傷值時編輯前后應(yīng)變譜

分析圖9和對應(yīng)的車輛行駛軌跡圖可知，編輯時刪掉的小載荷片段均是各特征路面之間連接的較光滑平坦的過渡路面，在這種路面上行駛車輛承受的振動和力很小，所以DCT殼體的應(yīng)變也很小，這些過渡的小載荷不能全部刪除，原因前面已經(jīng)論述過。分析兩種編輯方案所對應(yīng)的應(yīng)變譜可知，其長度分別為166和74s，理論加速比達到3.3和7.4。

對編輯后的信號進行評估，包括編輯前后的應(yīng)變譜頻率特性和損傷分布及損傷值對比，結(jié)果如表1、表2和圖10、圖11所示。

表1 信號編輯前后頻域損傷對比

表2 信號編輯前后時域損傷對比

圖10 編輯前后應(yīng)變譜頻域?qū)Ρ?/p>

圖11 編輯前后應(yīng)變譜二維雨流圖對比

由表1可見，信號編輯前后頻域損傷量基本保持不變，滿足了設(shè)定的頻域損傷95%的保留度。由圖10可以看出，頻域分布趨勢基本一致，兩者共同表明信號頻域保持度比較理想，不會對DCT結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)有影響。圖11表明，應(yīng)變譜編輯后小載荷循環(huán)大大減少，且編輯前后信號的雨流計數(shù)分布趨勢一致。由表2可見，與頻域的情況類似，編輯前后產(chǎn)生的時域損傷總量較好地保持了設(shè)定的損傷保留比例。

最終，基于應(yīng)變載荷譜同步編輯得到目標響應(yīng)信號，即加速試驗載荷譜。

3 DCT加速試驗載荷譜模擬迭代

圖12為基于美國MTS道路模擬試驗系統(tǒng)開發(fā)的一套多通道道路模擬試驗臺，該試驗臺有3個軸向液壓伺服作動器輸入通道，各個激勵通道的運動互不干涉，可以較為準確地模擬DCT實際道路行駛的升降、俯仰和側(cè)傾3個自由度的運動。為高精度再現(xiàn)DCT關(guān)鍵位置的實際行駛道路載荷譜，需要在室內(nèi)盡量反映DCT在實際車輛上的安裝位置[12]。用驅(qū)動電機模擬發(fā)動機轉(zhuǎn)速便于DCT進行換擋，設(shè)計安裝夾具將DCT總成和驅(qū)動電機安裝到道路模擬試驗臺上。按照在試驗場采集路譜測點的相同位置布置加速度傳感器和應(yīng)變片，利用編輯后的目標響應(yīng)信號進行模擬迭代。

圖12 DCT多通道道路模擬試驗臺

(1) 首先系統(tǒng)產(chǎn)生一個寬帶數(shù)字白噪聲信號C(f)作為液壓作動器的輸入[13]：

C(f)=[C1(f)，C2(f)，C3(f)]T

同時采集3個目標測點的響應(yīng)信號輸出，并進行傅里葉變換得到D(f)：

D(f)=[D1(f)，D2(f)，D3(f)]T

式中：C1(f)，C2(f)，C3(f)，D1(f)，D2(f)和D3(f)分別為c1(t)，c2(t)，c3(t)，d1(t)，d2(t)和d3(t)的傅里葉變換。

再根據(jù)式(11)求解出系統(tǒng)3個目標點的頻響函數(shù)H(f)，如圖13所示。

圖13 頻率響應(yīng)函數(shù)

(2) 用編輯好的目標響應(yīng)信號和測量的系統(tǒng)頻響函數(shù)逆矩陣H-1(f)計算初始激勵驅(qū)動信號：

C1(f)=H-1(f)D(u)(f)

(12)

c1(t)=IFFT[C1(f)]

(13)

式中：H-1(f)為H(f)的逆矩陣；D(u)(f)為目標期望響應(yīng)信號d(u)(t)的傅里葉變換；c1(t)為初始驅(qū)動信號；C1(f)為c1(t)的傅里葉變換。

(3)c1(t)驅(qū)動試驗臺架，通過傳感器回收響應(yīng)信號d1(t)，進入第1次迭代過程：

σ(t)=d(u)(t)-d1(t)

(14)

ΔD1(f)=FFT(σ(t))

(15)

ΔC1(f)=H-1(f)·ΔD1(f)

(16)

Δc1(t)=IFFT(ΔC1(f))

(17)

c2(t)=c1(t)+α·Δc1(t)

(18)

式中：σ(t)為時域誤差響應(yīng)信號；ΔD1(f)為σ(t)的傅里葉變換；Δc1(t)為校正信號；α為衰減系數(shù)。

(4) 以修正后的激勵信號作為輸入，不斷重復(fù)前面的過程進行模擬迭代，直到響應(yīng)信號dn(t)與期望響應(yīng)信號d(u)(t)間的誤差在可以接受的范圍內(nèi)為止。其中某段載荷譜的迭代過程和結(jié)果如圖14所示?？梢钥闯觯罱K的迭代精度已經(jīng)達到10%附近，滿足后續(xù)試驗的要求[14]。對比迭代監(jiān)測點應(yīng)變信號與其道路實測信號(見圖14(c))，發(fā)現(xiàn)臺架振動監(jiān)測點測量的應(yīng)變信號與道路實測應(yīng)變信號重復(fù)性較好，無異常值，進一步驗證了迭代過程穩(wěn)定且收斂性良好。以最后一次迭代的驅(qū)動信號作為室內(nèi)耐久試驗的驅(qū)動譜。

圖14 迭代過程與結(jié)果

4 DCT關(guān)鍵零部件道路模擬加速可靠 性試驗

采用相同的方法對各種路況的載荷譜進行濃縮編輯和模擬迭代，依據(jù)襄樊試車場實車耐久4萬km的路面比例和不同擋位換擋次數(shù)的試驗數(shù)據(jù)，確定室內(nèi)道路模擬加速可靠性試驗的時間和擋位信息。將模擬迭代后對應(yīng)不同路面的各段驅(qū)動信號進行連接，加載到道路模擬試驗機中，同時控制電機和TCU系統(tǒng)進行DCT關(guān)鍵零部件道路模擬加速可靠性試驗。試驗過程中對換擋力、位置和離合器壓力進行實時監(jiān)控，并采集了監(jiān)測信號(圖15)和DCT的換擋信號。

圖15 監(jiān)測點應(yīng)變功率譜密度比較

圖中，曲線1為試車場實測應(yīng)變信號經(jīng)同步編輯后的信號，曲線2為室內(nèi)模擬試驗采集的相同監(jiān)測點的應(yīng)變信號?？梢钥闯?，兩者在0～25Hz的低頻范圍內(nèi)的幅值和變化趨勢吻合得很好，在高頻部分有一些差異，但是高頻振動本身能量很小，所以對試驗結(jié)果基本不產(chǎn)生影響。

試驗中出現(xiàn)了一次4擋降3擋失敗的現(xiàn)象。在4擋降3擋時，換擋已經(jīng)成功，但由于振動原因?qū)е聯(lián)Q擋傳感器的值出現(xiàn)了跳動，造成程序在自檢過程中判斷為換擋失敗，進入了二次掛擋。而該變速器在實車上也出現(xiàn)過此現(xiàn)象。

5 結(jié)論

(1) 在襄樊汽車試驗場采集了DCT實際行駛道路載荷譜，并對其進行了基于時域損傷和頻域損傷等效的綜合編輯，結(jié)果表明，編輯濃縮后載荷譜的時頻域損傷基本不變，時域長度大大縮短，表明這種編輯方法是有效的。

(2) 采用多通道道路模擬試驗方法對DCT的加速試驗譜進行了模擬迭代，結(jié)果表明，迭代計算時間大大縮短，迭代精度較高。

(3) 結(jié)合時頻域損傷等效和遠程參數(shù)控制方法對DCT關(guān)鍵零部件進行了道路模擬加速可靠性試驗，結(jié)果表明，在進一步縮短試驗時間基礎(chǔ)上，對DCT關(guān)鍵零部件疲勞可靠性進行了準確考核，為快速準確考核和檢驗DCT關(guān)鍵零部件的疲勞可靠性提供了一種行之有效的方法。

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A Study on the Method of Road Simulation AcceleratedReliability Test for DCT Key Components

Zou Xihong1, Yang Zhenliang1, Yuan Dongmei1, Zhao Qiulin2& Yu Yong3

1.ChongqingUniversityofTechnology,KeyLaboratoryofManufactureandTestTechniquesforAutomobileParts,MinistryofEducation,Chongqing400054; 2.ChongqingTsingshanIndustrial,Chongqing402761； 3.ChongqingAcademyofScienceandTechnology,Chongqing401123

In this paper, by combining the technologies of accelerated and road simulation tests, a road simulation accelerated reliability test method for the key components of double-clutch transmission (DCT) is proposed based on the equivalence between time domain and frequency domain damages and remote parameter control (RPC). Firstly, a real driving road load spectrum of DCT is collected on Xiangfan Automotive Proving Ground, and the fatigue damage of load spectrum is analyzed based on local stress-strain method and Miner’s rule of fatigue damage accumulation. Then the damage characteristics in both time and frequency domains of the measured load spectrum are further analyzed, and on the basis of equivalence between time domain and frequency domain damages, a editing and evaluating method of fatigue damage is proposed based on quantitative damage, with which a real load spectrum measured is edited and concentrated. Finally, based on RPC theory, the concentrated and accelerated load spectrum is simulated and iterated on a three DOF road simulation test bench developed, and a road simulation accelerated reliability test is conducted on the key components of DCT. The results show that the editing method of load spectrum proposed preserves the damage characteristics of load spectrum in both time and frequency domains, and the road simulation test with the edited load spectrum can accurately assess the fatigue reliability of DCT key components within a time period greatly shortened.

DCT; road simulation; time domain damage; frequency domain damage; accelerated test

*國家自然科學基金(51205432)、重慶市教育委員會科學技術(shù)研究項目(KJ1400931)和西華大學汽車工程四川省高校重點實驗室開放課題(szjj2014-071)資助。

原稿收到日期為2015年4月1日，修改稿收到日期為2015年5月12日。