基于實際載荷譜變速器虛擬疲勞試驗方法研究.pdf

1、變速器作為車輛動力傳動系統(tǒng)的重要部件，其疲勞可靠性直接影響整車的疲勞可靠性和行駛安全性，因此疲勞壽命試驗是變速器設(shè)計開發(fā)中必不可少的環(huán)節(jié)。隨著CAE技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬試驗技術(shù)由于見效快、成本低而在汽車零部件設(shè)計開發(fā)中逐漸開始得到應(yīng)用。目前，國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對變速器虛擬試驗進(jìn)行了一些研究，也取得一定的成果，但基本上都是采用一些標(biāo)準(zhǔn)載荷譜進(jìn)行疲勞仿真分析，而且缺乏有效的試驗驗證手段，因此影響虛擬試驗可信度，在應(yīng)用上受到限制。為此，本文基于變

2、速器實際行駛載荷譜，結(jié)合整車與臺架試驗驗證手段，對變速器虛擬疲勞試驗方法進(jìn)行系統(tǒng)研究，對于提高變速器虛擬疲勞試驗準(zhǔn)確性，加快變速器開發(fā)，具有較強的理論意義和工程應(yīng)用價值。
　　首先，對變速器實測載荷譜進(jìn)行了濾波去趨勢項等預(yù)處理，消除信號奇異值，從而提高載荷數(shù)據(jù)的信噪比；結(jié)合速比、車速、GPS等信息，按檔位提取了變速器各典型路面載荷譜，并對其進(jìn)行了時頻域特征對比分析，找出了較為惡劣的典型路面工況；運用雨流計數(shù)對各檔位載荷譜進(jìn)行外推，

3、為后續(xù)變速器虛擬試驗提取了設(shè)計、分析和驗證載荷譜。
　　其次，結(jié)合某企業(yè)DCT變速器，建立了殼體、齒輪、軸承和軸等典型零部件有限元分析模型，在此基礎(chǔ)上，分析了變速器內(nèi)部載荷及傳遞路徑，結(jié)合前面提取的設(shè)計分析載荷譜、材料強度理論和有限元分析方法，對殼體和齒輪等零部件進(jìn)行了強度計算和分析，并提取了變速器殼體柔性體文件和模型。
　　然后，采用ADAMS軟件建立了變速器剛?cè)狁詈隙囿w動力學(xué)模型，并添加了變速器扭轉(zhuǎn)激勵和路面激勵等約束和

4、邊界條件，建立了與實車行駛工況一致的變速器虛擬試驗系統(tǒng)，基于提取的實際行駛載荷譜進(jìn)行了系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析。結(jié)合MTS液壓伺服扭轉(zhuǎn)作動器和直線作動器，構(gòu)建了與虛擬試驗系統(tǒng)一致的變速器試驗驗證系統(tǒng)，以相同的激勵和輸入對虛擬試驗系統(tǒng)進(jìn)行了試驗驗證，確保了虛擬試驗系統(tǒng)的可信度。
　　最后，結(jié)合虛擬試驗系統(tǒng)，基于實際行駛載荷譜對變速器進(jìn)行了動力學(xué)仿真分析，提取了殼體等關(guān)鍵零部件響應(yīng)載荷譜，采用Goodman平均應(yīng)力修正的材料S-N曲線，對變