关键词：耐久性试验;;汽车零部件;;载荷谱编辑;;短时傅里叶变换;;遗传算法
摘 要：针对汽车零部件的耐久性评价,本文以汽车零部件耐久性载荷谱为研究对象,分别从载荷-时间历程的采集、载荷编辑方法及零件室内耐久性试验等方面进行研究,旨在提高零部件耐久性试验的效率和精度。通过将所提出的研究方法应用到汽车产品开发中,能快速而准确地实现产品耐久性的评价,缩短耐久试验时间,降低研发费用,具有重要的理论及工程应用价值。本文主要完成了以下内容:(1)介绍了短时傅里叶变换及窗函数理论,对变换中截取信号的窗函数进行选取。以一典型信号为例,对该信号进行短时傅里叶变换,得到信号在各个窗内的累积功率谱密度。基于累积功率谱密度来识别并提取损伤贡献量大的信号片段,为后续将短时傅里叶变换应用到汽车零部件耐久性载荷谱编辑中奠定基础。(2)制定了汽车零部件耐久性载荷信号的采集流程及方案,介绍了某汽车动力总成后拉杆悬置的载荷信号的采集方法,并对采集的悬置原始载荷-时间历程进行预处理。(3)基于短时傅里叶变换的理论与方法,提出了一种汽车零部件耐久性载荷谱编辑方法。对预处理过的悬置载荷-时间历程采用基于短时傅里叶变换的载荷编辑方法进行缩减编辑,并运用遗传算法对累积功率谱密度阈值选取过程进行优化。同时也采用传统的基于损伤保留编辑方法对悬置预处理过的载荷-时间历程进行缩减编辑,分别得到两种编辑理论下的缩减载荷谱。(4)将优化后的基于短时傅里叶变换和基于损伤保留编辑方法得到的两种缩减载荷谱,分别从信号伪损伤保留量、时间压缩比、统计参数(均值、方均根及峰度系数)及幅值等方面进行对比。将缩减载荷谱应用到动力总成后拉杆悬置的耐久性试验中,对比加载前后悬置的刚度变化,结果表明两种编辑方法下试验前后悬置的静刚度变化基本一致,说明时间更短的优化后的基于短时傅里叶变换得到的缩减载荷谱可更好地节约耐久试验时间,验证了该编辑方法的有效性。
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