计和驾驶员操作影响试验场载荷探究

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1、计和驾驶员操作影响试验场载荷探究摘要：基于试验场测得的测量轮轴头垂向力、纵向力和侧向力信号，运用载荷分析软件Tecware,通过对不同驾驶员驾驶同一车辆所得到的载荷信号进行多通道分析，并通过信号强度的差别来对比3位驾驶员在制动工况下操作强度的差异，同时运用统计学方法分析同一驾驶员在多次测量中的驾驶强度稳定性。研究结果表明，驾驶员的操作习惯对测量轮载荷大小有不可忽略的影响。该分析对试验场载荷测量时驾驶员的选择和评价也具有指导意义。关键词：载荷谱；驾驶员；操作强度；伪损伤中图分类号：U467.1文献标文献标识码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-14

2、69.2013.03.10在汽车耐久性试验中，试验场道路的载荷测量对整车及零部件的疲劳性能研究具有重要意义。在道路模拟试验中，常用试验场测量所得的载荷谱来评价合成道路谱的激励效果［1］,因而试验场载荷谱的离散度不能过高，否则难以作为评价合成道路谱质量的基础。而人为因素，即驾驶员操作习惯等的作用，将导致各个零部件在不同驾驶员操作下所承受的载荷有一定差别［2］。实际载荷测量中发现，即使按照相同的测试规范驾驶相同车辆，不同驾驶员所测得的载荷谱仍然有一定差异。针对驾驶员的操作方式对载荷影响的具体表现以及其产生的原因，国外的汽车企业对其进行了研究，探索了比较不同驾驶员驾驶强度的

3、方法并发表了相关论文[3],国内关于这方面的深入分析尚不多见。为避免偶然因素对载荷谱统计结果的影响，一般载荷谱采集过程需要同一驾驶员采集3次以上，再利用小样本选择方法以及S-N曲线从中选择具有代表性的载荷谱进行分析[4]。本文以3名驾驶员在上海大众SVP强化试验道路上，按照标准测试规范驾驶同一车型（相同的配重和测量轮尺寸）所得到的测量轮轴头三分力载荷谱为标本，对不同驾驶员的操作习惯进行比较。同时，通过运用统计学原理对同一驾驶员多次测量的伪损伤进行正态性检验，来判断驾驶员操作强度的稳定性。通过分析可知，驾驶员操作习惯对载荷有一定影响，在对不同车型的载荷谱进行比较和标准载

4、荷谱的分析时，应当考虑驾驶员不同所产生的载荷差异。这里需要指出的是，在实际载荷采集过程中，对测量轮六分力以及车身关键零部件的应变都进行了测量。但本文分析过程中，仅针对能够反映驾驶员操作行为对载荷影响的测量轮纵向力、侧向力和垂向力进行分析。1平均载荷谱的选择为避免偶然因素以及单侧载荷对测量结果的影响，在强化道路谱采集时每个驾驶员要测6遍，其中顺时针3遍、逆时针3遍。为了得到具有代表性的平均载荷谱，需要对同一驾驶员多次驾驶所得的载荷谱进行选择。本文中，所有分析都建立在疲劳累积损伤的基础上，不管是力、力矩还是应变,都认为是传感器所在点的“名义应力”。通过Tecware中预设

5、的S-N曲线，可以求出“名义应力”的伪损伤值。由表1可知，假设某道路试验中共有24通道的信号输入，首先求出每个通道所对应“名义应力”的伪损伤值在3次测量中的平均值。平均载荷谱选择的实质就是综合考虑这24个输入，选出总体载荷水平最接近平均值的一次测量结果。由于通道数较多，不可能同一次测量中每个通道的损伤都最接近平均值。因此，我们考虑各次测量中每个通道的伪损伤值与平均值的距离（即差值的平方）之和：总的距离越小，则该载荷谱越接近平均水平。由于各通道损伤值数量级有一定差距，如果直接对各损伤值与平均值的距离进行求和，结果可能是某几个损伤较大通道在整个求和中所占权重过大［4］。因

6、此，先将各通道的伪损伤值除以该通道3次测量的平均值，得到相对损伤见表2o由表2可知，每个通道的相对损伤与平均值"1”的差值越大，其偏离平均值越远。由于xz值越小，信号各通道总体偏离平均值越小。因此，取n次测量中xz值最小的信号作为平均载荷谱。按此方法，我们可以选择出3位驾驶员各自具有代表性的载荷谱,用于下面的分析。2驾驶员操作强度的统计分析在工程实践中我们发现，按照相同的测试规范驾驶同一辆车在规定试验场上进行载荷测量，不同的驾驶员所得的载荷谱仍然有差异。也就是说，驾驶员在加减速、制动、转弯等工况下的操作习惯会对载荷谱产生一定影响。而分析这些影响产生的原因，对于制定更加

7、详细具体的操作规范，从而减小由于驾驶员自身原因带来的载荷差异，有显著的意义。这里分析了3位驾驶员在测量轮轴头三分力上所获得的载荷强度的差别，并且针对受驾驶员影响较大的制动工况具体分析不同驾驶员的操作习惯。2.1驾驶员在各方向上载荷强度差异对于驾驶员强度的比较，我们首先关心是否有驾驶强度最大的驾驶员？他是否对每个测量点都是强度最大的？在相同的驾驶规范下，不同驾驶员所获得的载荷差异有多大？首先对3个驾驶员的载荷谱中后测量轮的轴头三分力损伤进行统计，见表4。由该表可知，虽然各驾驶员在每个通道的驾驶强度各不相同，但总体来说，Fz方向损伤最大，Fx次之，Fy方