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载荷谱(五):失效率介绍

同行在阅读上篇文章《载荷谱(四):通过载荷谱对常见台架加载的制定》时反馈了几个问题,在这里先做解答再进行本主题叙述。


问题一:介绍求传递函数和迭代

在这里,求解传递函数是关键,高质量的传递函数曲线有利于迭代顺利进行。如果是给我一个陌生的试验样件,我并不能准确的说出哪套参数最合适,我认为这里的答案是没有最好只有更好,只能根据常规的响应信号是加速度还是力,扭矩应变等,结合软件厂家推荐的参数范围多试几套参数,在这几套尝试的参数中必然有最合适的,选用最合适的曲线作为系统的FRF即可。迭代傻瓜式操作,一步步执行即可,如果遇到误差趋势突然变大也不要慌,继续跑跑看看,还不行就返回到正常的迭代步数改改参数试试,至于最后误差是多少没有统一的规范,误差大了在有些情况下也是可以接受的。


问题二:更改试验频率问题

一般在零部件受力情况下的模拟用到些,但是整个过程应避开固有频率。其它轮耦合,轴耦合台架,不建议这种操作。


问题三:迭代激励载荷的操作?数据类型要求,测点位置,需要完整的多体模型还是输出量?迭代工具?

迭代出激励载荷是个傻瓜式过程,只要频响函数曲线好了以后,剩下的过程就很清晰了。关于数据类型和测点位置跟具体的试验相关。需要完整的多体模型还是输出量?这个问题没完全理解,但是试验过程中不需要多体模型的导入,好像某些试验台的高级功能里有这块,但是觉着实际意义不大。迭代工具我一般用RPC,其它的类似软件用法都是一样的。


问题四:手动删减和压缩提高频率的方法和原则

首先说的是这里的方法和原则真的是没有统一的标准,这跟具体机型上的具体试件有关。具体到轿车行业里也没有统一的标准,具体到卡车行业里也没有统一的标准。同行如果想探讨,不妨纯技术方面简介一下实验样件及试验背景和分享一下短时间的具体的多通道信号,共同分析一下这个案例中的加速程度。


下面是本文的正题:


任何一个产品大到整车或者子系统,小到具体的零部件都是有一个设计的失效率要求的,这个失效率要求也是根据产品在市场上的各种综合利润最大化提出来的。


失效率往往是和一定的用户里程要求是对应的,接下来摆在试验人员面前是如何在试验过程把失效率参与进去。


如下图片(网上获得)是一个非常经典的产品使用与强度分布之间的失效率展示。


只有产品设计到这种程度才是恰当的设计。


如果产品的设计过强,即人们传说中的用料比较足,那么用户会使用很多年还不坏,即使整车都进废品收购站了,这个件依然可以换到新车上继续使用直到这辆新车再到最后进废品收购站,例如国内某知名卡车品牌早期产品中很多件很皮实。这样的话,用料太足,成本较高,与综合利润最大化相矛盾。


如果产品设计过弱,用户刚出质保就坏掉了,那是绝对不允许的,材料还是那个材料,强度是不变的,但是设计过弱,过度地降成本,使正常的用户使用下产生的应力过大,那么很快就坏了,降成本的本意是好的,但不要降过了,这往往发生在新机型面向市场一段时间以后再到后期推出的产品。有些情况下由于市场压力,急需面向市场而忽略一些必要的快速验证,当然刚出的新机型也可能存在这个问题,那说明这个机型不是全新机型,全新机型进行过度降成本的几率较低。


那么如何在早期就知道大体失效率是在什么水平上呢?


例如选出很多样品车辆(例如上百辆)放到用户那里去跑,n年之后大概会得出来关心部件的失效情况,但是这种模式几乎不现实。投资太大,时间太长。


例如选出很多样品车辆(例如上百辆)放到试验场那里去跑,n个月之后大概会得出来关心部件的失效情况,但是这种模式几乎不现实。投资还是太大,时间还是太长。


例如选出很多样件(例如上百个)到台架上去验证,高大上一点可以说成到台架上来进行道路模拟n百个小时验证,如果样件很大貌似需要上百个试验台才能开展这项工作,除非像那种振动台台架。样件很小貌似才可能放很多个头很小的样件,才有这个可能,这里是对的,大振动台去振小件,但是要注意不同台面位置样件之间的差异性。貌似其它试验台无法开展这种工作了。


我们再看一下如下这幅这么有意思的图片,有没有通过少量样件或者单个样件借助某种技术手段虽然得不出来失效率是多少,但是得到该产品将来能否达到具备满足这个设计失效率的能力?


答案是肯定的。


例如选出一辆样品车辆放到最猛烈的用户那里去跑,很多n年之后我们关心的部件还没有坏,那么我们可以得出这个部件具备达到这种失效率的能力,至少有降成本的空间。


例如选出很一辆品车辆(例如上百辆)放到试验场最恶劣的特征路面上去跑,很多n个月之后我们关心的部件还没有坏,那么我们可以得出这个部件具备达到这种失效率的能力,至少有降成本的空间。


例如选出一个样件到台架上去验证,高大上一点可以说成到台架上来个近乎最苛刻的试验载荷去道路模拟进行很多n百个小时验证,那么我们可以得出这个部件具备达到这种失效率的能力,至少有降成本的空间。


我认为本篇文章用了非常平易近人的生动语言进行了失效率的验证描述,个人认为国内很多汽车厂家的耐久性验证还没拉长到到这个程度,但是欧美发达地区汽车厂商几乎全部都把耐久性验证拉长到这个程度了,即使某个待验证的耐久性试验没有拉长到这个程度,但是背后也有其它相关的非常拉长的耐久性试验去支撑这个没有拉长的耐久性试验,从而使得这个没有拉长的耐久性试验达到拉长的耐久性验证效果。


当然这是本人的个人见解,如有偏激之处,敬请包涵。


希望得到同行的认可。


作者介绍

高超:来自某车辆企业,常年深耕各类疲劳试验和振动噪声试验,尤其疲劳试验更甚。


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END

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