基于多体动力学的车辆悬架控制臂载荷谱混合分布外推研究

摘要

试验场强化路载荷谱外推全寿命载荷谱是汽车构件疲劳耐久性能评判准确性的关键因素,针对参数法外推单分布估计的局限性,引入混合分布估计描述载荷谱多峰或复杂分布的综合特征。基于试验场强化路实车测试,应用多体动力学与有限元联合仿真,提取控制臂危险点应力谱;分别应用单分布和混合分布法解算应力谱拟合优度,以此为据选取应力谱最优均值、幅值概率密度并将应力谱循环外推至10~6次,应用FKM平均应力修正法编制8级应力谱,依据Miner准则分别从载荷幅值分布、损伤分布以及总损伤量等方面对单分布与混合分布外推应力谱进行综合分析。研究结果表明:应用拟合优度能较好评估两分布对应力谱均、幅值拟合程度,混合分布拟合效果优于单分布,拟合优度均为98%,对应力谱分布特征描述更为精确,可为外推提供较真实的载荷分布概率密度,从而提高外推载荷谱精度;比较应用2种分布拟合的外推载荷谱,损伤分布趋势相近,中级载荷损伤占比高,单分布外推载荷谱总损伤量为6.3×10-4,大于混合分布外推载荷谱总损伤为5×10-4,寿命预测偏于保守,导致耐久性设计裕度较大,应用混合分布外推能提高耐久性评估与轻量化设计精度。