一种基于FDS-FDAT的商用车冷却模块加速耐久试验方法技术

本发明专利技术公开了一种基于FDS

【技术实现步骤摘要】
一种基于FDS
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FDAT的商用车冷却模块加速耐久试验方法


[0001]本专利技术涉及商用车冷却模块NVH领域以及商用车冷却模块耐久试验故障诊断，通过基于FDS
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FDAT的商用车冷却模块加速耐久试验方法能够有效识别出道路试验中的高风险失效路况，进而可以有针对性的进行台架模拟试验，使得冷却模块的耐久试验周期得到大幅缩减并实现故障复现，进而进一步提出优化方案。

技术介绍

[0002]减少振动、延长使用寿命、降低失效率是商用车冷却模块的重要研究方向，要有效的对商用车冷却模块故障诊断，准确识别出引起失效的主要振动路况，并在台架试验中验证问题，缩短试验周期是关键。商用车的道路试验条件更苛刻、激励频率更多样、复杂，通过振动路径传递，响应过程复杂是导致冷却模块最终失效的主要原因。因此冷却模块是室内台架试验中需考虑道路试验的复杂性，准确复现道路试验中是风险路况进而缩短试验周期。
[0003]对比传统的振动耐久试验方法，基于FDS
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FDAT的商用车冷却模块加速耐久试验方法能够更加有效的识别出耐久试验中的危险路况，且能从时
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频域全面的保留振动损伤的特征。该方法在商用车冷却模块的NVH与耐久故障诊断领域得到成功的应用。其中具体运用到的加速耐久试验方法包括疲劳损伤谱分析(Fatigue damage spectrum analysis),频域加速理论(Frequency domain acceleration theory)。其中传统的基于随机信号功率谱密度的振动耐久试验方法由于其功率谱密度PSD的获取来自于对随机信号的变换，缺少对每个路况的视频分析，导致其耐久试验中不能准确有效保留危险路况中的激励特性，准确还原振动特征。本专利技术基于疲劳损伤谱及频域加速理论更好保留了道路试验中载荷谱的频域特征，并且有效缩短试验周期，该方法适用于商用车同类型的冷却模块及空调系统等。
[0004]综上所示：基于多工况、非平稳性、强激励性的冷却模块振动响应信号出发，本专利技术专利提出了基于FDS
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FDAT的商用车冷却模块加速耐久试验方法，该技术结合有限元分析结果、疲劳损伤谱理论以及振动加速因子算法，成功识别了道路试验中高失效风险路况，并以此为依据编辑计算包含多路况特征的台架试验激励谱，为商用车冷却模块耐久试验验证以及故障优化提供了充分依据。

技术实现思路

[0005]为了克服现有台架振动试验中存在的不足，本专利技术提供了一种基于FDS
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FDAT的商用车冷却模块加速耐久试验方法。本专利技术将疲劳损伤与频域振动加速理论更加紧密的联系起来，通过算法将直接测试所得到的信号通过疲劳损伤理论获得到保留多路况特征的台架试验加速度功率谱密度PSD，再结合频域加速理论(Frequency domain acceleration theory)对加速度功率谱密度PSD在频域上进行加速放大，建立与试验时长对应的加速关系。将实验测试结合算法并最终用台架试验的这一套专利技术流程，成功的完成了台架加速耐久试验。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0007]一种基于FDS
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FDAT的商用车冷却模块加速耐久试验方法；
[0008]本专利技术冷却模块加速耐久试验系统包括：失效位置振动加速度传感器、待测商用车冷却模块；所述上位机与所述的失效位置振动加速度传感器连接；
[0009]所述失效位置振动加速度传感器安装在所述待测商用车冷却模块的失效的位置；
[0010]所述冷却模块加速耐久试验系统安装在商用冷却车上；
[0011]步骤1：商用冷却车行驶在不同路况下，通过失效位置振动加速度传感器采集每种路况下多个时刻的失效位置三轴方向振动加速度信号，并传输至所述上位机；通过未失效位置振动加速度传感器采集每种路况下多个时刻的未失效位置三轴方向振动加速度信号，并传输至所述上位机；所述三轴方向分别为X方向、Y方向、Z方向；将多种路况下多个时刻的失效位置三轴方向振动加速度信号进一步通过功率谱密度计算得到每种路况的功率谱密度数据集，提取每种路况的多个功率谱密度峰值；
[0012]步骤2：通过有限元分析软件对冷却模块有限元模型进行模态仿真分析，获取冷却模块的模态频率以及冷却模块的振型；结合冷却模块的模态频率、冷却模块的振型、每种路况的功率谱密度数据集运用模态叠加法计算每种路况的冷却模块应力结果，将多种路况的冷却模块应力结果依次与应力结果正常范围比较，若路况的冷却模块应力结果超出应力结果正常范围，则将路况判定为失效风险路况，从而得到多个失效风险路况
[0013]步骤3：根据步骤2所述的多个失效风险路况的多个时刻的未失效位置三轴方向振动加速度信号依次进行疲劳损伤谱分析，得到每个失效风险路况的疲劳损伤谱，根据Miner线性疲劳累计理论进行多个失效风险路况的疲劳损伤谱的线性叠加得到危险路况的总疲劳损伤谱，将危险路况的总疲劳损伤谱根据逆求公式得到作用于台架耐久试验的多路况加速度功率谱密度；
[0014]步骤4：通过频域加速方法将作用于台架耐久试验的多路况加速度功率谱密度进行加速放大，得到保留相同疲劳损伤量且试验周期缩短的台架试验加速度功率谱密度，进一步根据保留相同疲劳损伤量且试验周期缩短的台架试验加速度功率谱密度计算得到待久试验振动加速因子；
[0015]相较于传统室内台架耐久试验，将全路况随机振动信号进行加速度功率谱密度PSD分析，再加载到试验台进行待久试验。本专利技术的优势在独立路况频域特性出发，根据冷却模块模态特征及应力分析结果，定位失效风险路况。通过疲劳损伤理论计算获得保留失效风险路况的信号特征分量，进而完成加速度功率谱密度PSD编辑；
[0016]FDS
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FDAT的商用车冷却模块加速耐久试验方法将试验测试技术与信号处理技术紧密结合，其中实验测试得到准确的，包含多种路况信息的真实信号，运用多种算法将这些信号的针对特性，最终使用数字信号处理技术对信号进行计算筛选判断振源，进一步完成加速试验，最终完成台架模拟试验。该专利技术成功道路模拟试验中的多因素干扰问题，且为以后此类问题的分析提供了一套体系。
附图说明
[0017]图1：是本专利技术方法流程图。
[0018]图2：为振动加速度传感器测试得到的某商用车冷却模块在道路试验中的三向振
动加速度信号
[0019]图3：为频谱分析后得到的每种路况的多个功率谱密度峰值。
[0020]图4：为经过有限元分析后得到的某商用车冷却模块模态结果。
[0021]图5：为经过有限元分析后得到的随机振动激励下的应力结果。
[0022]图6：为根据失效风险较大的路况，计算得到的主要路况疲劳损伤谱图及三个方向总疲劳损伤谱。
[0023]图7：为基于FDS理论求得台架试验加速度功率谱密度PSD曲线。
[0024]图8：为基于FDAT理论求得振动加速因子放大后，台架加速耐久试验加速度功率谱密度PSD曲线。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FDS
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FDAT的商用车冷却模块加速耐久试验方法，其特征在于，步骤1：商用冷却车行驶在不同路况下，通过失效位置振动加速度传感器采集每种路况下多个时刻的失效位置三轴方向振动加速度信号，并传输至所述上位机；通过未失效位置振动加速度传感器采集每种路况下多个时刻的未失效位置三轴方向振动加速度信号，并传输至所述上位机；所述三轴方向分别为X方向、Y方向、Z方向；将多种路况下多个时刻的失效位置三轴方向振动加速度信号进一步通过功率谱密度计算得到每种路况的功率谱密度数据集，提取每种路况的多个功率谱密度峰值；步骤2：通过有限元分析软件对冷却模块有限元模型进行模态仿真分析，获取冷却模块的模态频率以及冷却模块的振型；结合冷却模块的模态频率、冷却模块的振型、每种路况的功率谱密度数据集运用模态叠加法计算每种路况的冷却模块应...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏峰，胡溧，杨啟梁，许晶，李兴山，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：