案例分享 | IDIADA公司车辆耐久性开发流程
本文作者：
Javier Gutiérrez Diez, Enric Llorens, Jordi Ventura , IDIADA
Hemanth Kolera,MSC Software
车辆耐久性属性开发任务一般是指在物理测试之前先进行模拟仿真。用仿真补充测试的方法提高了车辆开发周期中可用信息的准确性和完整性。IDIADA 是 MSC 的技术合作伙伴，在全球不同地点提供工程、测试和认证服务。IDIADA 在整车级别、系统和零部件级别的物理耐久性测试方面拥有 30 多年的经验，并利用差异化的基础设施，例如，欧洲和中国的两个运营试验场。多年来，它已被公认为跨不同市场的车辆开发任务专家。
传统的耐久性评估包括三个重要步骤。第一个是目标设定，第二个是虚拟开发阶段，第三个是试验验证。基于这个广泛的框架，定义了最适合特定项目的特定任务。这些具体任务将取决于各种因素和约束，例如，样机的可用性、样机的成熟度、研究的目标（整车/零部件）等。车辆耐久性评估项目通常由以下几种应用程序组成，这取决于具体项目，它们是：e）（道路载荷数据采集）RLDA/负载级联（虚拟试验）
1.申请审核
在耐久性方面，目标设置是指车辆必须运行的英里/公里数。 有必要定义此车辆的使用工况，其中包括车辆将使用的区域、道路类型、速度和有效载荷。
一旦设定了目标，它就会与试验场中的等效周期相关联。 这种关联有三种主要方法：物理 RLDA 和虚拟 RLDA（3D 或 2D）。
准静态评估包括操纵性和车辆行驶惯性的定义，代表标准驾驶条件。 这些动作在MBD仿真（如 Adams）中进行模拟，以生成用于疲劳分析的载荷。
多轴分析是指在MBD中进行多轴装配的4立柱虚拟仿真试验。 此测试的输入载荷可由 RLDA虚拟试验得到。
VPG分析是指MBD在通过扫描得到的虚拟路面上进行虚拟仿真试验。
此应用指MBD仿真及其后处理中得到输出，MBD仿真可以是四立柱、多轴、虚拟试验场仿真等。这意味着在 MBD 仿真之后，我们在一个完整的虚拟RLDA中得到所有可能的测量值（位移、加速度和力）。我们可以定义后续的工作，例如：零部件测试。请注意，这些零部件测试可以通过虚拟试验进行测试。
该分析包括将MBD输入载荷与FEM仿真中获得的应力/应变相结合。用户也可以使用MSC的CAEfatigue等商业软件进行以上分析。
请注意，“输入载荷”是一个通用术语，可以以不同形式呈现：
1) 时域载荷
2) 频域载荷
3) 模态参与因子。
根据这些载荷呈现的形式，我们需要相应的应力/应变形式。在情况 (1) 中，我们需要来自单一载荷工况的应力/应变；在情况 (2) 中，我们需要模态应力和车辆的频率响应；在情况 (3) 中，我们需要模态应力。
从 Adams Car模型开始的虚拟仿真可帮助耐久性工程师克服开发周期中的一些主要挑战：
• 没有可用的RLDA虚拟样车，或虚拟样车不能用于工程项目；
• 可用零部件信息不够成熟；
• 无法测量零部件负载，考虑所有车辆变体，结构设计建议、零部件等的假设研究。
• 车辆模型：在研究频率范围内对于直接影响车辆响应的零部件，应考虑模型的柔性化。对于耐久性应用，通常在 50-75 Hz 范围内，需要使用柔性体（固有频率表征的柔性单元）、准确的动力悬架系统、与频率相关的衬套模型以及基于物理的高保真轮胎模型。必须在不同模型层级之间具有准确和详细的关联性。从零部件信息开始，表达出悬架K&C特性关联性，然后执行一组低频（操纵和制动）操作，用来比较舒适性和耐久性事件的仿真与试验结果。对于这种比较，用户可以从基本的机械信号（如，位移和加速度）开始，以计算力、应力和应变。
• 耐久性循环：一般来说，它是以一定速度运行的顺序路面和每个路面的特定循环次数的组合。最终目标是计算车辆在耐久性标准规定的一定行驶距离中的等效损伤。如果这些是在西班牙的 IDIADA 试验场定义的，那么 IDIADA 与 MSC 合作提供了在 Adams 内直接使用试验场的数字化表示的可能性。
• 疲劳评估：耐久性工程师生成所研究车辆部件每个界面点处的载荷历程，并将耐久性循环中每个事件的荷载与循环次数结合起来，以评估零件的损伤。
本文通过将测试和仿真有效地结合起来，明确了车辆开发项目中使用的各种可用虚拟工具。尽管仿真在耐久性应用方面取得了进展，但由于车辆疲劳现象的统计特性，测试和仿真技术之间有很大的互补空间。
