基于伪损伤的某轮边电机驱动桥桥壳试验分析

冯泽功，韩国鹏，王立

（陕西汉德车桥有限责任公司，陕西 西安 710201）

基于伪损伤的某轮边电机驱动桥桥壳试验分析

冯泽功，韩国鹏，王立

（陕西汉德车桥有限责任公司，陕西 西安 710201）

文章对轮边电机驱动桥在试验场的载荷谱进行采集，然后基于疲劳累积损伤的准则使用LMS TecWare，对试验台架载荷谱和试验场载荷谱进行等效，验证轮边电机驱动桥桥壳按照已有的规范进行台架试验的疲劳寿命是否满足耐久性的要求。

伪损伤；台架试验；载荷谱

CLC NO.: U467.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)10-133-02

前言

驱动桥桥壳承载着整车的重量，使用工况恶劣，耐久性验证就成为车桥研究开发阶段比较关键的一环。耐久性试验分为台架耐久试验和实车道路耐久试验，台架耐久试验因为其周期快，费用小，可控性高的优点，往往在对样品检验中作为先要手段，而台架耐久试验规范能否反映实车的使用情况直接决定着产品开发的成本与周期。

1、试验方案

台架试验时的参考标准是QC/T 533-1999《汽车驱动桥台架试验方法》，但是该试验样品超出了标准中规定的载荷范围。所以采集试验场实车道路工作载荷数据，与台架试验的数据进行比较分析，对桥壳的加速试验规范进行验证确认。

1.1 试验仪器与设备

表1 仪器与设备

1.2 测试方案与传感器安装

图1 六分力传感器在车上的安装

将六分力传感器车轮安装到整车上，代替原有的车轮。六分力传感器可以采集三个方向的力和扭矩、车轮转速等信号。

1.3 试车场试验

信号调试完成后，将试验车开到北京通州试验场进行试验场道路工作载荷采集。试验车装载配重直到满载。按照试验场规范进行载荷谱采集试验，获得多次样本数据。

图2 试验场载荷谱

1.4 台架试验

将桥壳反置，用4个底座在桥壳安装空气弹簧处进行支撑，在轴头上轮距处进行加载。加载载荷最大值为2.5倍轴荷，最小值为0.5倍轴荷，载荷变化为正弦波。在试验过程中参数一直保持不变，就可以使用软件生成的正弦波作为台架的加载载荷数据。

图3 试验台架单侧载荷

台架试验样品共有三件，疲劳寿命数据见下表。

表2 台架试验的疲劳寿命

2、数据处理

台架试验是验证桥壳垂直弯曲疲劳寿命，所以在载荷谱数据中只选择垂向载荷Fz。

2.1 试验场信号选择

该车型装有两根驱动桥，电池放置在整车的后端，后面的驱动桥承受更大的载荷，故选取后桥的载荷数据。

根据试验场道路的典型特征，识别出所采集信号的各个典型路面，计算相同路面下左右两个车轮垂向载荷伪损伤的向量模，多次样本数据的向量模进行排序，选取中位数的数据作为试验场的数据。

式中：n为向量模；

为每个路面Fz通道的伪损伤；

2.2 雨流计数与外推

使用LMS TecWare对试验台架的载荷谱和试验场的载荷谱都进行雨流计数统计。将试验台架的载荷谱外推到100万次，试验场载荷谱按照通州试验场规范组合成单圈的载荷谱。

图4 左轮和右轮Fz的雨流数据

2.3 关联计算

使用LMS TecWare中的CombiTrack模块进行关联计算。外推后的试验台架载荷谱为目标谱，试验场载荷谱为组合谱。为了保守起见，S-N曲线的斜率取k1=k2=4。计算出的等效结果如下。

图5 组合谱与目标谱伪损伤之比

台架试验进行100万次，在试验场的等效里程为31368km，则台架试验的三件试验样品的结果对应试验场的等效里程如下表：

表3 等效结果

试验场规范要求试验里程为15000km，台架试验的等效里程约为试验场规范要求的2倍，说明该轮边电机驱动桥桥壳满足耐久性的要求。标准的要求也能够满足耐久性的要求。

3、结论

当新开发的产品结构变化较大，超出了标准规范的要求，没有经验可借鉴，一般需要台架试验验证。本文通过对台架试验载荷与试验场载荷进行伪损伤比较，对台架试验的方法和评价标准进行了确认，保证台架试验结果能够反映实际的使用情况。

[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.国防工业出版社.2011.

An Analysis on the Load Spectrum and Fatigue Life of Hub Reduction E-drive Axle House

Feng Zegong, Han Guopeng, Wang Li
( Shaanxi Hande Axle Co., LTD, Shaanxi Xi'an 710201 )

This paper compared the load spectrum of the rig test with the load spectrum collected in the proving ground through LMS TecWare to verify that the fatigue life of hub reduction e-drive axle on the basis of the exiting criterion met the requirements of durability.

Pseudo damage; Load spectrum; Rig test

U467.3

A

1671-7988 (2017)10-133-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.10.046

冯泽功，就职于陕西汉德车桥有限公司。