本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車疲勞耐久性能評價方法。
背景技術(shù)：
疲勞耐久性能是汽車的重要性能之一，也是最基本的性能要求，各個廠家對疲勞耐久性能要求和試驗驗證方法也各不相同。在試驗驗證方面，目前國內(nèi)公開的文獻中，常用的做法是采用多輪路試，每輪多臺車(不同的公司實驗車輛數(shù)量也會不盡相同)，最終通過故障數(shù)量來評價整車疲勞耐久性能的好壞，沒有考慮到路試階段、試驗車數(shù)量、故障嚴(yán)重程度、更改周期長短這些因素的影響，傳統(tǒng)的耐久性評價較片面，不利于整車疲勞壽命的精細化設(shè)計，容易出現(xiàn)過剩設(shè)計，無形中增加設(shè)計成本，是一種面向結(jié)果的評價方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種汽車疲勞耐久性能評價方法，在詳細設(shè)計階段和驗證階段采用面向過程的評價方法，把疲勞耐久性的故障數(shù)量、故障的嚴(yán)重程度、更改周期的長短和對成本的影響等因素通過具體的參數(shù)值體現(xiàn)出來，把各個參數(shù)值線性疊加起來用一個參數(shù)體現(xiàn)整車的整個疲勞耐久性能。在不同的階段可以定義不同的目標(biāo)，這樣對疲勞耐久性的評價更細化，更可靠。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為提供一種汽車疲勞耐久性能評價方法，該方法包含以下具體步驟：
第一步：確定對整車耐久性能開發(fā)有關(guān)的影響因素，可根據(jù)重要性和關(guān)注度不同進行適當(dāng)取舍。如表2所示。
第二步：確定平均單故障總里程數(shù)K1
K1反映了車輛單個故障所跑的路試?yán)锍虜?shù)，反應(yīng)了車輛的質(zhì)量好壞，值越大越好，各個公司的試驗規(guī)范不同，K1值的范圍也會不同。
備注：K1：平均單故障總里程數(shù)
Li：第i輛車總試驗里程數(shù)
Ei：第i輛車總故障數(shù)(疲勞耐久性故障)
n:總路試車數(shù)量
第三步：確定故障等級及推進狀態(tài)參數(shù)K2
此參數(shù)反映了已出現(xiàn)耐久性故障的等級和推進情況，反映了耐久性問題對項目進度的影響，值越大說明推進的越順利。具體如表3。
第四步：對成本影響參數(shù)K3
此參數(shù)反映了耐久性開發(fā)對成本的影響，一般長周期的零件生產(chǎn)和制造等成本較大，一般短周期零件會相對較小。設(shè)計的最終目的是滿足性能要求的前提下成本最小，此參數(shù)值越大成本越小。
加權(quán)計算公式
備注：Li表示第i個影響因素的等級數(shù)
Xi表示第i個影響因素的加權(quán)系數(shù)，根據(jù)影響因素權(quán)重程度而定。
n:故障件分級數(shù)。
第五步：確定各影響因素的參數(shù)表達方法，各參數(shù)乘以歸一化系數(shù)相加，即可得到綜合影響參數(shù)，通過比較綜合影響參數(shù)值評價整車耐久性能。
K目標(biāo)：反應(yīng)整車耐久性能的綜合參數(shù)。
Ki：反應(yīng)故障數(shù)、對項目進展影響、對成本影響等相關(guān)參數(shù)。
Xi：歸一化系數(shù)，統(tǒng)一數(shù)量級。
綜合參數(shù)體現(xiàn)了故障率、項目進展?fàn)顟B(tài)、成本等因素。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟C中，
1/6狀態(tài)故障數(shù)：A1×a1+B1×b1+C1×c1+D1×d1
2/6狀態(tài)故障數(shù)：A2×a2+B2×b2+C2×c2+D2×d2
3/6狀態(tài)故障數(shù)：A3×a3+B3×b3+C3×c3+D3×d3
4/6狀態(tài)故障數(shù)：A4×a4+B4×b4+C4×c4+D4×d4
5/6狀態(tài)故障數(shù)：A5×a5+B5×b5+C5×c5+D5×d5
6/6狀態(tài)故障數(shù)：A6×a6+B6×b6+C6×c6+D6×d6
式中，A1-6表示一級故障各狀態(tài)的故障數(shù)，a1-6故障各狀態(tài)的表示一級故障各狀態(tài)的權(quán)重，B1-6表示二級故障各狀態(tài)的故障數(shù)，b1-6故障各狀態(tài)的表示二級故障各狀態(tài)的權(quán)重，C1-6表示三級故障各狀態(tài)的故障數(shù)，c1-6故障各狀態(tài)的表示三級故障各狀態(tài)的權(quán)重，D1-6表示四級故障各狀態(tài)的故障數(shù)，d1-6故障各狀態(tài)的表示四級故障各狀態(tài)的權(quán)重。
本發(fā)明的有益效果是：1)傳統(tǒng)面向結(jié)果的評價方法不利于整車疲勞壽命的精細化設(shè)計，容易出現(xiàn)過剩設(shè)計，無形中增加設(shè)計成本，本專利首次提出了面向過程的評價方法，評價方法更精細，把多種因素按照不同的影響程度都考慮進去，目標(biāo)更科學(xué)，更合理，并且針對不同開發(fā)階段制定不同的評價目標(biāo)，使驗證工作變得可設(shè)計，實際可操作性和針對性更強。
2)本專利所述的汽車疲勞耐久性評價是整車正向設(shè)計的一部分，可以在設(shè)計階段對驗證方法進行詳細的設(shè)計，即設(shè)計——實施——優(yōu)化——設(shè)計——再實施。
3)應(yīng)用本專利可以評價各汽車公司各車型的結(jié)構(gòu)耐久性能，便于對各汽車公司各平臺車型整車結(jié)構(gòu)耐久性能進行針對性的發(fā)展規(guī)劃。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖說明及具體實施方式對本發(fā)明進一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明提供一種汽車疲勞耐久性能評價方法。
1)疲勞耐久性定義
本專利所提到的疲勞耐久性指結(jié)構(gòu)件在特定的使用條件下，在規(guī)定的使用周期內(nèi)，保持和不失去原有的實性質(zhì)，具體包括鈑金、焊點、焊縫的裂紋；零件的功能失效例如脫落或大的永久變形；零件接觸面變形等。
2)評價體系對比
在整個開發(fā)階段，傳統(tǒng)方法采用仿真或測試的應(yīng)力及損傷率、試驗結(jié)果的開裂數(shù)來評價整車的疲勞耐久性。本方法采用一個綜合參數(shù)來評價整車的疲勞耐久性能，不僅考慮了應(yīng)力損傷率、故障數(shù)，還考慮了故障嚴(yán)重程度、更改時間周期和成本等因素。各階段應(yīng)用評價方法對比如表1所示。
表1整車耐久性評價體系對比表
3)面向過程的疲勞耐久性能評價方法。
在設(shè)計開發(fā)和驗證階段，改變傳統(tǒng)耐久開發(fā)面向結(jié)果的評價方法，創(chuàng)新采用面向過程的評價方法，通過綜合參數(shù)K目標(biāo)值來反映整車在開發(fā)過程中的疲勞耐久性狀態(tài)。這個綜合參數(shù)由幾個互不相關(guān)的參數(shù)加權(quán)相加得到。這樣就可以在各個項目節(jié)點把握整車的疲勞耐久性能，能夠有效避免因耐久性能問題影響項目進度。該方法流程圖如圖1所示：
該方法包含以下具體步驟：
第一步：確定對整車耐久性能開發(fā)有關(guān)的影響因素，可根據(jù)重要性和關(guān)注度不同進行適當(dāng)取舍。如表2所示。
第二步：確定平均單故障總里程數(shù)K1
K1反映了車輛單個故障所跑的路試?yán)锍虜?shù)，反應(yīng)了車輛的質(zhì)量好壞，值越大越好，各個公司的試驗規(guī)范不同，K1值的范圍也會不同。
備注：K1：平均單故障總里程數(shù)
Li：第i輛車總試驗里程數(shù)
Ei：第i輛車總故障數(shù)(疲勞耐久性故障)
n:總路試車數(shù)量
第三步：確定故障等級及推進狀態(tài)參數(shù)K2
此參數(shù)反映了已出現(xiàn)耐久性故障的等級和推進情況，反映了耐久性問題對項目進度的影響，值越大說明推進的越順利。具體如表3
表3故障等級及推進狀態(tài)參數(shù)K2定義
1/6狀態(tài)故障數(shù)：A1×a1+B1×b1+C1×c1+D1×d1
2/6狀態(tài)故障數(shù)：A2×a2+B2×b2+C2×c2+D2×d2
3/6狀態(tài)故障數(shù)：A3×a3+B3×b3+C3×c3+D3×d3
4/6狀態(tài)故障數(shù)：A4×a4+B4×b4+C4×c4+D4×d4
5/6狀態(tài)故障數(shù)：A5×a5+B5×b5+C5×c5+D5×d5
6/6狀態(tài)故障數(shù)：A6×a6+B6×b6+C6×c6+D6×d6
K2＝(1/6狀態(tài)故障數(shù))×1+(2/6狀態(tài)故障數(shù))×2+(3/6狀態(tài)故障數(shù))×3+(4/6狀態(tài)故障數(shù))×4+(5/6狀態(tài)故障數(shù))×5+(6/6狀態(tài)故障數(shù))×6
第四步：對成本影響參數(shù)K3
此參數(shù)反映了耐久性開發(fā)對成本的影響，一般長周期的零件生產(chǎn)和制造等成本較大，一般短周期零件會相對較小。設(shè)計的最終目的是滿足性能要求的前提下成本最小，此參數(shù)值越大成本越小。
加權(quán)計算公式
備注：Li表示第i個影響因素的等級數(shù)
Xi表示第i個影響因素的加權(quán)系數(shù)，根據(jù)影響因素權(quán)重程度而定。
n:故障件分級數(shù)
表4成本影響參數(shù)K3
問題等級數(shù)根據(jù)零件是否長周期零件，更改周期、更改成本等綜合考慮。具體分類參考下表5問題等級參數(shù)表。
表5問題等級參數(shù)表
第五步：確定各影響因素的參數(shù)表達方法，各參數(shù)乘以歸一化系數(shù)相加，即可得到綜合影響參數(shù)，通過比較綜合影響參數(shù)值評價整車耐久性能。
K目標(biāo)：反應(yīng)整車耐久性能的綜合參數(shù)。
Ki：反應(yīng)故障數(shù)、對項目進展影響、對成本影響等相關(guān)參數(shù)。
Xi：歸一化系數(shù)，統(tǒng)一數(shù)量級。
綜合參數(shù)體現(xiàn)了故障率、項目進展?fàn)顟B(tài)、成本等因素。
1.采用了面向過程的整車疲勞耐久性評價方法代替原來的面向結(jié)果的評價方法。把多種因素按照不同的影響程度都考慮進去，目標(biāo)更科學(xué)，更合理。針對不同開發(fā)階段制定不同的評價目標(biāo)，使驗證工作變得可設(shè)計，實際可操作性和針對性更強。
2.采用平均單故障總里程數(shù)來反映整車疲勞耐久性能，通過歸一化系數(shù)調(diào)整到與其他參數(shù)相同的量綱，評價更為客觀。
3.采用故障等級及推進狀態(tài)參數(shù)來綜合反映故障的嚴(yán)重程度和故障解決的推動狀態(tài)，通過調(diào)節(jié)加權(quán)系數(shù)值反映不同故障等級和推動狀態(tài)的影響大小。
4.采用成本影響參數(shù)體現(xiàn)整車疲勞耐久性問題對成本的影響，并把整車零部件及子系統(tǒng)按開發(fā)周期和開發(fā)成本進行分級，通過調(diào)節(jié)權(quán)重系數(shù)值反映不同零部件及子系統(tǒng)的影響程度。
實施例：
第一步：確定對整車耐久性能開發(fā)有關(guān)的影響因素，選擇平均單故障總里程數(shù)參數(shù)K1,故障等級及推進狀態(tài)參數(shù)K2，對成本影響參數(shù)K3三個參數(shù)描述在軟工裝階段和OTS階段的整車疲勞耐久性能狀態(tài)。
第二步：平均單故障總里程數(shù)參數(shù)K1計算如下，通過式(1)計算得到。
歸一化系數(shù)選擇X1＝0.1
第三步：故障等級及推進狀態(tài)參數(shù)K2的計算如下：
備注：括號內(nèi)數(shù)據(jù)是軟工裝數(shù)據(jù)。歸一化系數(shù)選擇X2＝1
軟工裝階段：K2＝3.3*1+3.7*2+12.3*3+2.5*4+2.8*5+2.8*6＝88.4
OTS階段：K2＝6.7*1+7.3*2+24.3*3+16*4+8*5+5.4*6＝230.6
第四步：成本影響參數(shù)K3計算如下表所示：
歸一化系數(shù)選擇X3＝1
通過式(2)得到，軟工裝階段，K3＝194
OTS階段，K3＝87
第五步：根據(jù)計算公式(3)得到：K目標(biāo)＝K1*X1+K2*X2+K3*X3
軟工裝階段：K目標(biāo)＝1331*0.1+88.4+194＝415.5
OTS階段：K目標(biāo)＝1036*0.1+230.6+87＝421.2
綜合評價，OTS階段的疲勞耐久性能較軟工裝階段略好，主要表現(xiàn)為故障小和解決及時，而OTS階段故障數(shù)較多，對成本影響較軟工裝大。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。