【技研】整车疲劳耐久载荷提取的三种方法

当前，通过多体动力学获取载荷根据外部驱动方式的不同，又分为三种方式：基于六分力的半分析法、基于虚拟路面技术的全分析法，以及虚拟迭代技术三种方式。

基于六分力的半分析法

该方法需要采集物理样车在试车场按试验规范行驶时的轮心六分力，以此为激励驱动模型进行仿真分析，同时，对弹簧、减震器等零部件安装传感器并标定，采集时域信号用于后续载荷分解对标。

将得到的轮心载荷用于驱动整车动力学模型进行仿真，从而获得车辆内部各部件在各连接点处的载荷历程。

施加轮心载荷的多体动力学模型及载荷分解

虚拟迭代技术

迭代过程：以白噪音信号作为驱动的起始信号，推导车辆MBS的传递函数，通过对比模拟的响应信号和实车采集的信号来修正轮心的驱动信号，以此往复，经过循环推导达到精度目标。

迭代过程图

对于不同白噪音输入的输出收敛情况

模拟信号与试验信号对标情况

虚拟路面技术

实现虚拟路面分析有几项关键技术：柔性轮胎模型、3D数字路面、驾驶控制模型。

柔性轮胎模型：轮胎与地面的接触是非常复杂的力学行为，当前应用的是FTire轮胎模型，是一种可以通过轮胎与路面的摩擦特性试验、胎体变形等本体特性实验获得的动力学模型。试验中需要识别轮胎的结构参数、刚度参数、模态参数以及稳态滑移参数。

轮胎静态特性

轮胎动态特性

同时，FTire模型必须在Cleat凸块及比利时方块路面上完成验证试验。

Cleat凸块试验

比利时石块路试验

3D数字路面：基于实际试车场的道路模型，需要应用3D道路测量系统激光扫描路面，将复杂的耐久路面（如比利时、方坑、扭曲等路面）进行**，逆向建立路面模型。

、

 3D道路测量系统

路面点云滤波检查

3D数字路面模型

驾驶控制模型：以试验采集的路面轨迹为目标，通过方向盘转角来进行偏差修正，对车辆模型进行驾驶行为控制。

速度&轨迹误差反馈控制

ADAMS PID轨迹速度控制方法

虚拟路面技术与其余两种方式相比，避免了传统的采集技术所需的部件改制，夹具制作等事宜，可以快速支持性能开发，逐渐成为行业的热点技术。

反之，其余两种方式可以保证轮心载荷的准确性，但是项目早期并不具有采集路谱的工程车辆，工程研究不利于项目开发进度。同时，也需要耗费大量的人力、物力及时间成本。后期车辆状态的频繁更改，采集数据也不现实，此时虚拟路面技术则具有巨大的项目优势。