汽車功能性耐久性試驗(yàn)范圍是怎樣的？

　　經(jīng)常有客戶問到國測航天汽車耐久性試驗(yàn)到底是什么，在這里我們就講一講這些內(nèi)容。

　　汽車耐久性試驗(yàn)是指在汽車規(guī)定的使用以及維修條件下，為確保汽車整車可以達(dá)到某種技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)極限時(shí)，對其完成的規(guī)定功能能力進(jìn)行試驗(yàn)。

　　汽車整車耐久性試驗(yàn)，可以為汽車產(chǎn)品的研究、設(shè)計(jì)等多個(gè)部分提供有效可靠的數(shù)據(jù)資料，也可以有效分析失效樣品，并找出失效原因與汽車整車開發(fā)中的薄弱環(huán)節(jié)，并對此能夠采取相應(yīng)的對策，有效避免汽車行駛中因道路強(qiáng)化問題而引起的故障失真。

　　汽車產(chǎn)品開發(fā)中，科學(xué)的耐久性試驗(yàn)，可以保證汽車耐久性質(zhì)量，提高汽車產(chǎn)品可靠性。

　　汽車耐久性試驗(yàn)是指在汽車規(guī)定的使用以及維修條件下，為確保汽車整車可以達(dá)到某種技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)極限時(shí)，對其完成的規(guī)定功能能力進(jìn)行試驗(yàn)。

　　汽車整車耐久性試驗(yàn)，可以為汽車產(chǎn)品的研究、設(shè)計(jì)等多個(gè)部分提供有效可靠的數(shù)據(jù)資料，也可以有效分析失效樣品，并找出失效原因與汽車整車開發(fā)中的薄弱環(huán)節(jié)，并對此能夠采取相應(yīng)的對策，有效避免汽車行駛中因道路強(qiáng)化問題而引起的故障失真。汽車產(chǎn)品開發(fā)中，科學(xué)的耐久性試驗(yàn)，可以保證汽車耐久性質(zhì)量，提高汽車產(chǎn)品可靠性。

　　為了考核整車、系統(tǒng)、子系統(tǒng)和零部件可靠性的一組試驗(yàn)，其中疲勞耐久壽命是耐久性試驗(yàn)考核的重點(diǎn)。汽車及其零部件的失效壽命是個(gè)隨機(jī)變量，具有統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，一般而言，符合2參數(shù)威布爾分布，或者高斯分布。

　　一般采用B10壽命來評估汽車及其零部件的壽命，即要求汽車零部件達(dá)到這個(gè)壽命時(shí)發(fā)生失效的概 率為10%，或者說可靠度為90%。目前，轎車的設(shè)計(jì)壽命一般是16萬公里。很多汽車零部件的設(shè)計(jì)壽命(B10壽命)就是16萬公里。

　　也可以這樣理解，一大批汽車零部件中，達(dá)到設(shè)計(jì)壽命(B10壽命)時(shí)要求有90%的產(chǎn)品還能夠正常工作。所以現(xiàn)代可靠性的概念已經(jīng)包括了汽車耐久性的概念。

　　根據(jù)試驗(yàn)方式，汽車耐久性試驗(yàn)分為道路耐久性、臺架道路模擬、虛擬耐久性試驗(yàn)。

　　(1)道路耐久性試驗(yàn)

　　在汽車整車耐久性試驗(yàn)中，對車輪上力以及扭矩、車輛關(guān)鍵零部件的應(yīng)力與在道路上的應(yīng)變。其中，試車場道路耐久性中，根據(jù)樣車在試車場內(nèi)的耐久損傷，對于其在不同道路模擬試驗(yàn)臺架上，可以根據(jù)特定試驗(yàn)規(guī)范駕駛汽車，對車輪疲勞損傷進(jìn)行分析;在試車場的耐久性試驗(yàn)中，其應(yīng)用的主要道路保留高速路、石路、搖擺路、破損路、搓板路等，根據(jù)這些道路模擬車輛在使用中的最惡劣工況環(huán)境，采集實(shí)際使用數(shù)據(jù)，調(diào)整路面車速和循環(huán)數(shù)量，考核汽車整車的耐久性能。

　　對于公共道路的耐久性試驗(yàn)中，可以讓車輛在公共道路上根據(jù)人們的開車習(xí)慣，針對以山路、鄉(xiāng)村公里、國道、高速路、城市道路、以及省道等典型道路的耐久性測驗(yàn)，根據(jù)駕駛員駕駛習(xí)慣，讓其在周圍道路中選擇合適的里程分配比例，進(jìn)行耐久性試驗(yàn)。汽車整車耐久性試驗(yàn)中，根據(jù)被測車輛的實(shí)際情況，在汽車底盤測功機(jī)中設(shè)置加速與滑行區(qū)間，再將車輛的驅(qū)動(dòng)輪放與底盤測功機(jī)上，并調(diào)整活動(dòng)當(dāng)時(shí)期可以靠近車輪，記錄車輛在規(guī)定速度區(qū)間內(nèi)的滑行距離以及加速時(shí)間，卸掉車輛活動(dòng)檔，檢測結(jié)束。

　　(2)臺架道路模擬試驗(yàn)

　　在該試驗(yàn)中，可以利用數(shù)采儀與測量輪去采集汽車在不同道路環(huán)境中的耐久性，如在高濕道路、高海拔道路、陽光曝曬道路、雨雪道路、灰塵道路中，車輛行駛的耐久性。簡化試驗(yàn)周期，考慮汽車使用環(huán)境，對汽車整車耐久性進(jìn)行驗(yàn)證，包含冬季汽車整車耐久性試驗(yàn)、夏季汽車整車耐久性試驗(yàn)和汽車整車腐蝕耐久性試驗(yàn)。

　　其中，對于冬季試驗(yàn)中，主要可考核汽車整車在低溫、冰雪環(huán)境中的質(zhì)量表現(xiàn)，試驗(yàn)要求氣溫應(yīng)該低于-20 度，可以選擇在國內(nèi)4 月份的內(nèi)蒙加格達(dá)奇以及黑龍江的黑河進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，考核汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、橡膠件、電子元器件以及各種管路的運(yùn)行度。

　　汽車整車耐久性試驗(yàn)中，做好檢測前準(zhǔn)備工作，在汽車底盤測功機(jī)中設(shè)置檢測速度VM/VP，將空載的待檢測車輛驅(qū)動(dòng)輪放置在底盤測功機(jī)滾筒之上，做好相應(yīng)的車輛固定工作;還需要關(guān)閉車輛中如空調(diào)、收音機(jī)等得必須車輛耗能裝置，然后啟動(dòng)汽車并逐步加速。根據(jù)GB18276-2000 標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)車輛整體耐久性。對于夏季，在該試驗(yàn)中，主要用于研究汽車整車在高溫高濕環(huán)境下的質(zhì)量，考核汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和內(nèi)外飾零件等。對于汽車整車的腐蝕試驗(yàn)，主要是為了驗(yàn)證汽車在實(shí)際使用中若是受到電化學(xué)腐蝕，會(huì)有怎樣的表現(xiàn)，如在冬季道路灑鹽、高溫高濕環(huán)境下，汽車整車車身以及與空氣接觸零部件是否發(fā)生腐蝕，主要試驗(yàn)方法就是在鹽濺槽內(nèi)加入一定比例鹽、水以及砂石混合物，并模擬出冬季道路灑鹽的環(huán)境，以此來驗(yàn)證汽車整車的耐久性。

　　從可靠性的角度出發(fā)，整車的可靠性取決于系統(tǒng)、子系統(tǒng)和零件的可靠性，為了保證整車能夠達(dá)到足夠的可靠性，每個(gè)系統(tǒng)和零件也必須進(jìn)行相應(yīng)的耐久性試驗(yàn)，一般整車可靠性<系統(tǒng)可靠性<零件可靠性。如下圖的座椅振動(dòng)試驗(yàn)等。

　　(3)虛擬耐久性試驗(yàn)

　　對于汽車整車耐久性試驗(yàn)中，應(yīng)用虛擬耐久試驗(yàn)，可以做到不需制造物理樣車就可以進(jìn)行試驗(yàn)的優(yōu)勢，具有周期短、發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)初期的潛在問題、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案等多方面的優(yōu)勢，可以有效衡量汽車企業(yè)的汽車開發(fā)能力。在汽車整車耐久性是研制中，也可以應(yīng)用虛擬實(shí)現(xiàn)的方式，主要就是運(yùn)用現(xiàn)代的CAE 技術(shù)，搭建出一個(gè)與該汽車相符的整車結(jié)構(gòu)模型，通過混合多體動(dòng)力學(xué)理論，將一些具備典型工況、路面特征資料數(shù)據(jù)作為載荷輸入到虛擬試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?，然后在結(jié)合疲勞數(shù)據(jù)，得到汽車內(nèi)各個(gè)零部件的理論疲勞損傷值，然后就可以預(yù)測出車輛的疲勞壽命。

　　無論是試驗(yàn)場道路試驗(yàn)還是試驗(yàn)室的道路模擬試驗(yàn)，成本都很高，時(shí)間也很長。為了縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，在開發(fā)階段的前期已經(jīng)廣泛應(yīng)用CAE技術(shù)來替代試驗(yàn)驗(yàn)證。國外的一些廠商已經(jīng)能夠利用基于多體動(dòng)力學(xué)的虛擬路面載荷分析、基于有限元的復(fù)雜整車模型的疲勞耐久分析和虛擬臺架分析來替代部分試驗(yàn)或者加速試驗(yàn)進(jìn)程。

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