基于道路模拟台架的摩托车加速疲劳耐久试验方法技术

本发明专利技术涉及摩托车性能测试领域，尤其涉及一种摩托车疲劳耐久试验方法。一种基于道路模拟台架的摩托车加速疲劳耐久试验方法，采集用户实际行驶道路的路谱得到目标载荷雨流分布矩阵，通过实际驾驶试验得到各个强化损伤路段的路谱；对强化路面的路谱进行数据处理并在台架上迭代求得最终驱动信号；用最终驱动信号对摩托车试验得到强化路段的模拟路谱，再通过调节权重系数，并组合各路段驱动信号得到一个完整驱动信号，在道路模拟台架上用完整驱动信号对摩托车开展疲劳耐久试验，得到摩托车全寿命周期内的疲劳耐久试验结果。本发明专利技术对路谱做了进一步的处理和迭代，反向得到模拟路谱，能显著地缩短试验周期、提高试验效率、降低试验成本，提高试验安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及摩托车性能测试领域，尤其涉及一种摩托车疲劳耐久试验方法。
技术介绍
摩托车的疲劳耐久性能是整体性能中的一个重要指标，与摩托车使用周期的年均 成本直接相关;现有技术中对摩托车疲劳耐久测试大多是在真实道路上进行，基于道路的 疲劳试验非常耗时，试验成本也非常高。为了降低测试成本，出现了模拟道路用的耐久试验 台架，相对于道路试验，台架试验具有非常明显的优势，二者的比较见表1。由于道路试验需 要驾驶员，受天气状况影响，试验时间往往很难掌控，而试验环境也常常是变化的，试验结 果的观察也存在诸多不便。相对而言，台架试验易控制、更快速、重复性好。此外，摩托车的 安全性相对于汽车更差，因此，摩托车采用台架来进行疲劳耐久试验还能保证测试人员的 安全。 「nrml L〇〇〇4j 表1道路试验与台架试验特点比较 国外在上世纪初就已经开始对疲劳耐久试验技术进行研究，主要应用在汽车研发 领域。早期，主要通过实际路面开展疲劳耐久试验。上世纪20年代，美国修建阿伯丁军用试 验场，随后，通用、福特等在密西根州修建了自己的耐久性试验场，耐久性试验道路包括碎 石路、砂路、老式乡村土路、扭曲路等，用于对汽车零部件进行最严酷的试验。 1962年，美国MTS公司制造了世界上第一台4通道轮胎耦合式汽车道路模拟试验 机，将耐久试验搬入室内。从此，液压伺服作动器被引入汽车耐久试验，试验的重复性得以 大幅提高。1974年，美国MTS公司专利技术RPC试验技术，将道路模拟试验技术带入一个崭新发展 阶段。 在中国，各大汽车企业从上世纪80年代初开始陆续引进国外道路模拟台架开展整 车和零部件的疲劳耐久试验研究。目前，道路模拟试验技术在汽车整车及零部件试验中得 到广泛应用，强化系数达到10倍以上。道路模拟主要在16通道的道路模拟试验台架上完成， 模拟迭代基于车轮力传感器实现，试验设备及试验成本非常昂贵，每只车轮力传感器高达 RMB100 万元。但是，在摩托车研发领域，应用道路模拟台架开展疲劳耐久试验研究相对较少。印 度TVS汽车公司深入研究了摩托车有关零部件的寿命预测和结构优化，并借助MTS试验台架 开展了试验研究。台湾车辆检测中心(ATRC)，对摩托车的零部件如车把、中撑开展了加速疲 劳试验研究。重庆理工大学有一套MTS两通道轮胎耦合道路模拟试验台，与嘉陵、隆鑫展开 了多年合作，在摩托车疲劳耐久台架试验、虚拟试验等方面进行了初步探索。显然，这些研 究都未能完整模拟摩托车的实际受力状况。比较发现，摩托车感受的载荷与汽车明显不同： 汽车的四个减震器基本与地面垂直，四个车轮上主要受垂向载荷激励;而摩托车的前后减 震是倾斜的，主要受垂向载荷和纵向载荷。需要说明的是，重庆理工大学的学者发表的相关 文献都是基于两通道的道路模拟试验台，因此，都无法准确地模拟摩托车的实际受力状况， 无法取得与道路试验一致的疲劳耐久试验效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于道路模拟台架的摩托车加速疲劳耐 久试验方法，该方法采用四通道的摩托 车道路模拟试验台，可以准确模拟摩托车的真实受力状况，模拟用的伪损伤通过四通道的 加速度信号作为路谱，为了提高模拟精度，以及缩短试验周期，对路谱做了进一步的处理和 迭代，并用迭代后的驱动信号反向得到模拟路谱降低试验误差，解决了道路试验周期长、成 本高、效率低、安全性差等缺点。 本专利技术是这样实现的：一种， 通过实际驾驶试验得到摩托车的目标用户实际行驶道路的路谱，对实际行驶道路的路谱采 用雨流计数法统计载荷循环数，得到目标用户实际行驶道路的目标载荷雨流分布矩阵，按 照以下步骤进行模拟试验； S1:设置若干种类型的强化损伤路段； S2:通过实际驾驶试验得到各个强化损伤路段的路谱； S3:将摩托车安放到道路模拟台架上进行试验，对各个强化损伤路段的路谱分别 进行迭代求解得到最终驱动信号； 所述迭代求解的具体过程为，首先用白噪声信号对摩托车进行试验，得到道路模 拟台架系统的传递函数;然后加载路谱作为试验所需的期望响应信号，根据传递函数和期 望响应信号，利用矩阵求逆的方法求得初始驱动信号；最后通过试验反复迭代逐渐修正初 始驱动信号，从而得到各个强化损伤路段的最终驱动信号； S4:将摩托车安放到道路模拟台架上利用最终驱动信号进行试验得到各个强化损 伤路段的模拟路谱； S5:对各个强化损伤路段的模拟路谱采用雨流计数法统计载荷循环数，得到各个 强化损伤路段的强化载荷雨流分布矩阵； S6:按照一定的比例系数混合各个强化损伤路段的强化载荷雨流分布矩阵得到总 雨流分布矩阵，通过最小值求解使总雨流分布矩阵与目标载荷雨流分布矩阵等效，得到各 个强化损伤路段的比例系数； S7:将各个强化损伤路段的比例系数和最终驱动信号组合在一起，编制成一个完 整驱动信号，在道路模拟台架上用完整驱动信号对摩托车开展疲劳耐久试验，得到摩托车 全寿命周期内的疲劳耐久试验结果。 所述路谱的具体获得方式为，首先在摩托车的前、后轴轴头分别安装振动传感器， 在摩托车行驶时，振动传感器采集的信号即路谱。 所述振动传感器采集的信号取垂向和纵向的信号构造加速度四维矩阵作为路谱 信号。 所述强化损伤路段包括但不限于如下11种:搓板路、石块路、卵石路、沙滩路、鱼鳞 坑路、条石路、沥青路、泥土路、水泥路、波形路、陡坡路。所述步骤S2中还包括对各个强化损伤路段的路谱进行处理的步骤，对路谱的处理 包括去均值、去除异常峰值点、滤波、去除小值。 所述去除异常峰值点的方式为采用设置幅值门限的方法去除异常峰值点，以获得 真实的路谱，幅值门限设置为3~6倍均方差值。 所述滤波为采用低通滤波器进行滤波。所述去除小值为设置去除幅值，将信号值小于去除幅值的信号去除，去除幅值设 定为信号最大值的5%~10%。 所述步骤S6中各个强化损伤路段的比例系数具体求得方式为， η 首先，将目标载荷雨流分布矩阵记为^=Σ.4Λ',_， i='i 将各个强化损伤路段的强化载荷雨流分布矩阵记为Xni = l、2、3……n， η 将混合用的比例系数记为Ai，i = l、2、3……n，得到Σ4义，式中，Xi为第i种强化损伤路段的强化载荷雨流分布矩阵； Μ为第i种强化损伤路段的比例系数，即混合权重系数； 然后，用约束条件1、2求Y的最小值，即Min丨丨： i-? 条件1:比例系数Ai为整数，i = 1、2、3……η; η 条件2:混合后路段总长度最短，即要求！44的值最小，式中，Si为第i种强化损 1=1. 伤路段的长度，i = l、2、3......η。 本专利技术采用四通道的摩托车 道路模拟试验台，可以准确模拟摩托车的真实受力状况，模拟用的伪损伤通过四通道的加 速度信号作为路谱，为了提高模拟精度，以及缩短试验周期，对路谱做了进一步的处理和迭 代，并用迭代后的驱动信号反向得到模拟路谱降低试验误差;采用雨流计数法统计载荷循 环数，得出各种道路的雨流分布矩阵，同时考虑了均值和循环载荷大小，相对于应变片测量 方法更简便，更容易实现;总的来说本方法能显当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于道路模拟台架的摩托车加速疲劳耐久试验方法，其特征是：通过实际驾驶试验得到摩托车的目标用户实际行驶道路的路谱，对实际行驶道路的路谱采用雨流计数法统计载荷循环数，得到目标用户实际行驶道路的目标载荷雨流分布矩阵，按照以下步骤进行模拟试验；S1：设置若干种类型的强化损伤路段；S2：通过实际驾驶试验得到各个强化损伤路段的路谱；S3：将摩托车安放到道路模拟台架上进行试验，对各个强化损伤路段的路谱分别进行迭代求解得到最终驱动信号；所述迭代求解的具体过程为，首先用白噪声信号对摩托车进行试验，得到道路模拟台架系统的传递函数；然后加载路谱作为试验所需的期望响应信号，根据传递函数和期望响应信号，利用矩阵求逆的方法求得初始驱动信号；最后通过试验反复迭代逐渐修正初始驱动信号，从而得到各个强化损伤路段的最终驱动信号；S4：将摩托车安放到道路模拟台架上利用最终驱动信号进行试验得到各个强化损伤路段的模拟路谱；S5：对各个强化损伤路段的模拟路谱采用雨流计数法统计载荷循环数，得到各个强化损伤路段的强化载荷雨流分布矩阵；S6：按照一定的比例系数混合各个强化损伤路段的强化载荷雨流分布矩阵得到总雨流分布矩阵，通过最小值求解使总雨流分布矩阵与目标载荷雨流分布矩阵等效，得到各个强化损伤路段的比例系数；S7：将各个强化损伤路段的比例系数和最终驱动信号组合在一起，编制成一个完整驱动信号，在道路模拟台架上用完整驱动信号对摩托车开展疲劳耐久试验，得到摩托车全寿命周期内的疲劳耐久试验结果。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李加庆，朱晓明，
申请(专利权)人：上海机动车检测中心，
类型：发明
国别省市：上海;31