基于虛擬迭代技術(shù)的燃油箱載荷譜分析

吳天軍+張曉倩+王忠海+張井海

摘 要：結(jié)合某款混動SUV車型高壓金屬燃油箱開發(fā)，采集在耐久試驗(yàn)場中，燃油箱各安裝點(diǎn)及箱體的加速度、應(yīng)變信號。搭建燃油箱總成剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型，通過虛擬迭代技術(shù)求取各安裝點(diǎn)載荷譜信號，作為燃油箱疲勞分析的載荷輸入，開展基于載荷譜的疲勞性能評估。

一、載荷譜采集

采集燃油箱箱體、各安裝點(diǎn)及扎帶的載荷譜信號，共識別16 個通道的加速度信號（A1～A16） 和12 個通道的應(yīng)變信號（S1～S14），加速度傳感器及應(yīng)變片粘貼位置如圖1所示。

二、載荷譜處理

試驗(yàn)場采集的載荷譜數(shù)據(jù)通過濾波（0.1-40Hz）、重采樣（256Hz）、去毛刺、路況截取等處理，完成載荷譜基礎(chǔ)處理。為縮短項目周期，利用FEMFAT Lab軟件對載荷譜進(jìn)行等效選取，即通過損傷等效方法，選取13段路中的4段（比利時、國情、坑凹、ABS制動），將循環(huán)次數(shù)進(jìn)行縮放排列，代替試驗(yàn)場耐久試驗(yàn)里程要求。

三、動力學(xué)模型搭建

在動力學(xué)軟件Adams中搭建油箱帶部分車架的剛?cè)狁詈夏Ｐ停谲嚰苌显O(shè)置4個驅(qū)動Spline用于驅(qū)動模型仿真，在燃油箱安裝點(diǎn)等位置建立Request用于監(jiān)測加速度、應(yīng)變等信號，與實(shí)測信號進(jìn)行對比，完成的動力學(xué)模型如圖2所示。

四、虛擬迭代計算

利用FEMFAT Lab軟件，調(diào)用搭建的燃油箱動力學(xué)模型，進(jìn)行虛擬迭代計算，當(dāng)響應(yīng)信號與實(shí)測信號相對損傷達(dá)到0.5-2時，終止迭代，迭代結(jié)果如圖3所示。

提取最后一次迭代的Spline部位驅(qū)動信號，如圖4所示，驅(qū)動動力學(xué)模型進(jìn)行仿真，提取燃油箱4個固定安裝點(diǎn)的6個（力和力矩）載荷信號，作為燃油箱疲勞分析的輸入。

五、總結(jié)

本項目借鑒懸架虛擬迭代方法，通過實(shí)測道路載荷譜，基于虛擬迭代的手段可以求取安裝點(diǎn)的載荷譜，用于進(jìn)行產(chǎn)品的疲勞仿真分析，在設(shè)計前期進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，有效避免后期耐久問題發(fā)生.

參考文獻(xiàn)：

[1]霍福祥，劉再生，等. 虛擬迭代技術(shù)在油箱托掛件上的應(yīng)用研究. 汽車技術(shù)， 2011，06.

[2]楊祥麗，沈磊，等. 虛擬迭代方法及其在駕駛室載荷分解中的應(yīng)用. 輕型汽車技術(shù)， 2015，04.endprint