聂溪溪
安徽江淮汽车集团股份有限公司新能源乘用车公司 安徽合肥 230601
摘要：随着汽车制造工业的快速发展，在进行疲劳可靠性检测过程中，越来越多的新技术以及新方法涌现出来，本文所研究的是一种以汽车试验场以及用户用途相关联的汽车可靠性试验方法。在该方法下进行疲劳可靠性检测，能够将汽车使用工况和试验场强化试验进行有机结合，避免了在测试过程中所出现的盲目性。通过这种方法来对汽车可靠性进行检验，能够极大程度提升检验质量，并且对汽车承载构件所存在的潜在安全威胁能够快速预报。所以本文就将基于此，对和用户有关的汽车可靠性试验新方法进行论述。
关键词：汽车制造；耐久性；可靠性实验；新方法
1前言
汽车产业发展过程中需要遵循的是，汽车设计需要在市场导向基础上来进行，在市场竞争环境下，汽车设计的寿命过大或者是不足，其竞争力都会降低，因此在进行设计过程中，需要以用户使用需求为基础来进行相应的设计以及开发。而在汽车使用过程中，耐久性是一个最重要的衡量指标，对耐久性进行考核和评价是最主要的就是依靠可靠性实验来完成。可靠性实验方法随着汽车制造产业发展也在不断进步，本文所论述的是与用户相关的可靠性试验新方法。
2可靠性测试新方法原理
在汽车进行使用过程中，产生疲劳损伤的主要原因是因为载荷循环。如果在使用过程中多次输入的再和是相同的，那么在此基础上所产生的疲劳损伤也应该是相同的，主要是因为在进行汽车制造过程中，各部件且载荷和输入信号之间关系为正比例。所以在此基础上对汽车可靠性进行检测，可以对用户进行汽车使用过程中的载荷输入数据进行统计，后将这些数据在汽车试验场试验过程中与汽车使用过程中所面临的路况和事故来进行结合，实现全过程仿真载荷输入。这个过程的实现非常迅速，所以能够使汽车可靠性试验加速。
2.1汽车构件的疲劳损伤
用户在对汽车进行使用过程中，在使用时间变化过程中，汽车各部件会受到随机载荷，同时在随机载荷的作用下动态循环应力会出现。对于汽车部件来讲，如果其所在区域为高应力区域，那么部件会产生疲劳损伤，在线性累积损伤理论下，如果疲劳累积损伤数值达到了1，那么高应力区域的汽车构件会出现裂纹，最终导致汽车构件疲劳破坏。对汽车各承载构件的使用寿命进行计算时，所用的公式如下，
其中代表局部应力，代表局部产生应力变形，代表疲劳缺口系数，e代表的是名义应变，E代表的是弹性模量。
如果为动态循环应力，公式可以变形为，
其中代表的是局部产生应力幅值，代表的是局部产生应变的幅值，代表的是名义应变的幅值。
2.2用户模型的建立
对于与用户相关的汽车可靠性检测来讲，在进行检测过程中要对其零部件寿命来进行统计，同时也需要对用户在进行汽车使用过程中典型路面来进行统计，并在典型路面基础之上，对汽车使用过程中各构件的疲劳失效里程来进行统计，统计过程中疲劳失效里程服从参数Weibull分布。并且以累积损伤法则为基础，汽车使用过程中所途经的平坦不评级及端不平三种典型路面来进行损伤累积，同时对总疲劳失效里程来进行统计。
对与用户有关可靠性检测新方法实现过程中，需要对用户和试验场之间的相关性进行研究。首先需要在全国大范围内选择3000名车辆用户，同时对于车主在进行汽车使用过程中所经过的路面类型比例，以及在各路面类型中所行驶时的车速和交通状况，以及个人驾驶习惯和汽车承载量进行统计。一些汽车公司进行设计以及实验的过程中，要求试验的目标里程和用户使用的某个百分点之间要形成配合。因为汽车属于大批量生产产品，所以如果为了满足用户的需求，使汽车能够在最恶劣的路况以及交通和其他条件下进行正常使用，那么对于汽车产品的研发以及生产来讲成本会大幅度增加，很多汽车生产制造商都不能够接受。
对于汽车可靠程度来讲，可以将其分为不同种类，其中中相机产品为10B，中高级产品为B5，中高级产品的寿命在所有汽车产品制造过程中属于最经济的，也是对于生产制造厂商来讲最实惠的，能够带来最大经济效益的。在本文中对用户和试验场之间的相关性进行研究过程中，主要以重型载货汽车为例来进行可靠性试验分析，所以可靠性标准以B10为标准，采用该标准下用户的使用目标里程，对目标立场进行制定过程中，通过MonteCarlo方法仿真估算得出。
对于三种典型路面的失效里程进行计算时，需要针对于所选择的目标用户群体来进行。然后根据所调查到的数据，选择n个用户以及实际目标里程为基础来进行计算，得出用户在进行实际汽车使用过程中的平均目标里程，该平均目标里程能够在一定程度上代表90%用户的目标里程。
2.3检测方案设计注意事项
新型汽车可靠性检测过程中，为了能够使该检测新方法得以真正实现，能够准确反映出用户在进行汽车使用过程中的各种工况，同时也能够对汽车使用过程中各潜在故障进行预警。所以在进行仪器通道的设置过程中，需要对汽车承载结构所拥有的主要零部件，包括前后桥以及驾驶室和车架，以及发动机悬置支架和车轮系统都进行配置。与各构件在进行测试时的参数选择，要保持平衡，并且使参数能够平均分布在汽车各个方向上。检测过程中检测数据以及效果进行检测的传感器，需要将其放置在各结构以及零部件的临界位置上，而临界位置的确定需要在之前进行研究及有限元分析和经验上来进行确定。
3用户与试验场相关性研究
因为该检测方法是基于用户所进行的可靠性检测，所以汽车在进行使用过程中所遭遇的各种工况需要进行最准确以及最真实的反应，所以在进行实验过程中，典型路面的选择需要在全国范围内进行选择，且在进行实验过程中，需要对试验场的强化路进行数据的采集，数据采集需要全面并且充分。用户和试验场的数据要进行统一，然后根据用户模型建立过程中的MonteCarlo仿真结果与相关项方程式进行结合，同时使用Infield软件和VB编制相关性优化程序，二，得到90%的汽车使用用户相关数据，该数据和在试验场进行数据雨流矩阵应变载荷谱所得到的数据完全相同，是疲劳累积损伤也是相同的，根据用户数据相关原理，能够说明由用户在进行使用的车辆核实验场中进行强化实验的车辆疲劳寿命相同。
在用户相关原理支持下，能够知道在进行可靠性检测过程中，由平均数据所得到的90%用户汽车疲劳使用寿命与原实验场中的汽车疲劳寿命相同。汽车在进行实际使用过程中会途经多种路况，而且在多种路况进行行驶的过程中还会混合见效，所以有路面以及工况所产生的作用，会在汽车各承载结构构件上进行先后作用，而先后作用的次序，对于疲劳寿命产生的影响会非常重要。所以在进行汽车可靠性检测过程中，对于检测过程中的路面循环顺序要进行严谨设计。而顺序的设计前提，就是需要能够保证实验场中强化路的循环试验和用户在进行正常使用过程中故障规律之间服从相同的概率分布。
4结束语
现如今随着汽车的使用越来越普遍，在进行汽车使用过程中，针对于其可靠性的检测工作也越来越重要，因为不仅仅关系到汽车使用用户的生命安全，同时也关系到汽车产业的健康发展。所以汽车可靠性检测工作也在不断进步，所论述的就是与用户相关的可靠性检测新方法，能够针对于各种不同路况以及工况，对汽车可靠性进行最真实的仿真模拟。
参考文献：
[1]门玉琢,于海波,韩愈,等.用户相关汽车动力传动系可靠性试验新方法[J].振动与冲击,2013,32(11):25-29.
[2]门玉琢,刘博,李明达,等.与典型用户数据相关的乘用车传动系台架可靠性试验载荷谱制定研究[J].汽车工程,2017,39(11):1286-1293.
论文作者:聂溪溪
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/4
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