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虚拟试验台在后桥疲劳损伤计算中的应用
　　摘 要：介绍了一种基于虚拟试验台的后桥疲劳损伤计算方法。首先建立多体动力学模型，然后对其进行柔性化处理，得到刚柔耦合模型。根据试车场采得的信号进行油缸驱动迭代，得到油缸驱动信号，通过把信号加载到虚拟试验台上获得后桥的边界载荷条件，计算出后桥的疲劳损伤。通过与室内道路模拟试验结果进行对比验证，表明该方法的精确性。
　　关键词：虚拟试验台；刚柔耦合模型；边界载荷条件；室内道路模拟试验；疲劳损伤
　　中图分类号：+6文献标文献标识码：A文献标DOI：.2095-
　　疲劳问题在汽车设计制造中越来越被关注。据相关资料显示，机械零件破坏的50%～90%为疲劳破坏[1]。因此，在产品开发设计初期既要对产品的抗疲劳性进行设计试验，避免零件的疲劳失效，又要减少材料的浪费。
　　随着计算机辅助工程（Computer Assistant Engi-neering，CAE）技术的不断发展，使工程师在产品开发的前期就能预测部件的疲劳寿命成为可能，甚至在制造样车之前就对部件进行疲劳寿命的校核并修改设计方案，大大缩短了设计周期，避免了由不合理的设计引起的浪费[2]。在疲劳损伤计算中，目标零部件的边界载荷条件往往不容易测得。国内外所采用的方法主要有虚拟试验场（Virtual Proving Ground，VPG）、混合试验路、虚拟试验台。本文以某车型后桥系统为研究对象，建立其拓扑机构，然后建立多体动力学模型，以有限元模型以及实际采得的信号为基础，通过虚拟试验获得模型的边界条件之后，再通过准静态叠加法对后桥的疲劳损伤进行预测。
　　1 模型的建立
　　后桥包含有后桥主体、减振器总成、螺旋弹簧、橡胶衬套和制动盘等。具有弹性力与阻尼力的部件有减振器、弹簧与橡胶衬套，这些部件的多体动力学模型都需要准确模拟。首先对后桥总成进行简化，然后实际建立多体系统动力学模型。在多体动力学仿真环境中，运动副的关系大部分都是以点坐标作为定义参考点。在后桥总成多体模型的搭建过程中，会涉及到多种运动副，如球铰副、转动副、固连副等。通过对有限元模型的搭建，建立了多个RBE2单元。经过对后桥部件的设计与硬点坐标的选择，以及后桥总成各部件之间的运动学约束关系分析之后，得到后桥总成的拓扑结构关系。
　　确定各部件之间的运动学约束关系之后，可以由其CAD模型和材料属性对作用于各部件之间力学元件的特性和各部件的质量质心及惯性参数进行确定。。分别定义硬点坐标、部件参数、力学参数和约束信息。定义完成之后，会自动根据相互之间的约束关系，建立后桥的线框模型（刚体模型），如图1所示。
　　为了给疲劳分析提供准确可靠的边界条件，需要将后桥主体进行柔性化处理，以建立刚柔耦合的多体动力学仿真模型[3]。
　　用后桥有限元模型替换多刚体模型中的线框模型之后，得到后桥刚柔耦合多体动力学模型如图2所示。
　　2 虚拟试验模型的验证
　　完成悬架系统多体动力学建模之后，要对虚拟模型进行准确性和有效性的验证，并根据试验信号结果修正模型，以使仿真结果与试验结果具有较高的一致性。
　　此处以轴头加速度为目标信号，将提