基于实际行驶载荷的电动汽车差速器扭转疲劳试验方法研究
Research on Torsional Fatigue Test Method of Electric Vehicle Differential based on Actual Driving Load
- 机械传动 2021年45卷第1期 页码：109-115
- 作者机构：
1.重庆理工大学 汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室， 重庆 400054
- 作者简介：
邹喜红（1976— ），男，重庆人，博士，教授，研究方向为车辆道路模拟试验技术。
李金晓（1996— ），女，河南平顶山人，硕士研究生，研究方向为车辆道路模拟试验技术。
- 基金信息：重庆市科技产业类重大主题专项重点研发项目“高性能纯电动四驱SUV整车集成研发与产业化”(cstc2018jszx-cyztzxX0007┫重庆理工大学研究生创新项目“电动汽车减速器疲劳寿命分析与预测方法研究”┣ycx20192009)
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2021.01.018
中图分类号：
扫 描 看 全 文
邹喜红,李金晓,胡秋洋等.基于实际行驶载荷的电动汽车差速器扭转疲劳试验方法研究[J].机械传动,2021,45(01):109-115.
Zou Xihong,Li Jinxiao,Hu Qiuyang,et al.Research on Torsional Fatigue Test Method of Electric Vehicle Differential based on Actual Driving Load[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(01):109-115.
邹喜红,李金晓,胡秋洋等.基于实际行驶载荷的电动汽车差速器扭转疲劳试验方法研究[J].机械传动,2021,45(01):109-115. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.01.018.
Zou Xihong,Li Jinxiao,Hu Qiuyang,et al.Research on Torsional Fatigue Test Method of Electric Vehicle Differential based on Actual Driving Load[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(01):109-115. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.01.018.
摘要
电动汽车电机具有高频转矩特性，其冲击载荷对减速器、差速器等传动系统疲劳寿命的影响越来越受到企业的重视。根据电动汽车差速器实际受扭转载荷情况，设计了基于液压伺服的电动汽车差速器扭转疲劳试验系统。采用无线遥测系统在垫江试验场按照帕斯卡试验规范对电动汽车半轴转矩进行了实车采集，通过对采集的半轴转矩载荷谱进行预处理和时频域特征分析后，确定了扭转疲劳试验加载波形为正弦波，加载频率为0.5 Hz。通过雨流计数和外推确定了加载幅值和加载频次，从而建立了电动汽车差速器扭转疲劳试验方法。最后，搭建电动汽车差速器扭转疲劳试验系统，对该试验方法进行了验证。结果表明，差速器的疲劳破坏部位及形式与实车行驶时疲劳破坏部位及形式一致，所建立的方法是有效可行的。
Abstract
Due to the high-frequency torque characteristics of electric vehicle motors，the impact load of their effect on the fatigue life of transmission systems such as reducers and differentials has been paid more and more attention by enterprises. According to the actual torsion load of electric vehicle differential， a torsion fatigue test system of electric vehicle differential based on hydraulic servo is designed. A wireless telemetry system is used to collect the axle shaft torque of electric vehicle in Dianjiang test site according to Pascal test specification. After preprocessing the collected axle shaft torque load spectrum and analyzing the characteristics in time-frequency domain， it is determined that the load waveform of torsional fatigue test is sine wave and the load frequency is 0.5 Hz. Through rainflow counting and extrapolation， the loading amplitude and frequency are determined，thus a torsional fatigue test method for differential of electric vehicles is established. Finally，an electric vehicle differential torsion fatigue test system is set up to verify the test method. The results show that the fatigue failure parts and forms of the differential are consistent with those of the real vehicle，and the established method is effective and feasible.
关键词
电动汽车差速器扭转疲劳试验加载
Keywords
Electric vehicle differentialTorsional fatigueTestLoading
references
方源，章桐，于蓬，等.电动车动力总成内部激励的研究分析［J］.振动、测试与诊断，2014，34（3）：496-502.
FANG Yuan，ZHANG Tong，YU Peng，et al.Research and analysis on internal excitation of electric vehicle powertrain［J］.Vibration，Test and Diagnosis，2014，34（3）：496-502.
张敬芝.汽车差速器壳的三维造型及有限元分析［J］.佳木斯教育学院学报，2012（4）：351-353.
ZHANG Jingzhi.Three-dimensional modeling and finite element analysis of automobile differential case［J］.Journal of Jiamusi Institute of Education，2012（4）：351-353.
宋春雷，陈言东.驱动桥差速器壳体轻量化的有限元分析［J］.机械工程师，2011（11）：65-67.
SONG Chunlei，CHEN Yandong.Finite element analysis of lightweight drive axle differential housing［J］.Mechanical Engineer，2011（11）：65-67.
李维国，李剑敏，陈文华，等.差速器齿轮有限元精确建模与强度分析［J］.机械传动，2011，35（12）：70-72.
LI Weiguo，LI Jianmin，CHEN Wenhua，et al.Finite element accurate modeling and strength analysis of differential gear［J］.Journal of Mechanical Transmission，2011，35（12）：70-72.
刘铁军.汽车传动系冲击耐久性试验台控制与故障诊断系统的研究［D］.长春：长春工业大学，2011：6-9.
LIU Tiejun.Research on control and fault diagnosis system of impact durability test bench for automotive drivetrain［D］.Changchun：Changchun University of Technology，2011：6-9.
SREEDHAR S，MARLA D，GUO D.Fatigue analysis for axle differential cases［C］.SAE 2006 World Congress and Exhibition，2006：8525-8530.
CHEN L Q，ZHANG D，CHEN W W，et al.Lightweight design of differential case based on particle swarm optimization algorithm［J］.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2013，29（9）：24-31.
李静.基于实际载荷谱的汽车半轴扭转疲劳试验方法研究［D］.重庆：重庆理工大学，2016：21-26.
LI Jing.Research on torsional fatigue test method of automotive semi-axle based on actual load spectrum［D］.Chongqing：Chongqing University of Technology，2016：21-26.
王丽，张玉玲，张雯，等.加载波形对钢桥典型构造细节疲劳性能的影响［J］.铁道建筑，2015（9）：1-5.
WANG Li，ZHANG Yuling，ZHANG Wen，et al.Effect of loading waveform on fatigue performance of typical structural details of steel bridges［J］.Railway Construction，2015（9）：1-5.
李夕兵，刘德顺，刘爱华.冲击机械合理加载波形的形究［J］.中南工业大学学报，1998（2）：14-17.
LI Xibing，LIU Deshun，LIU Aihua.Study on the shape of reasonable loading waveform of impact machinery［J］.Journal of Central South University of Technology，1998（2）：14-17.
邹喜红，杨真亮，袁冬梅，等.考虑低载强化效应的变速器加速试验谱的编制［J］.机械传动，2016，40（4）：4-9.
ZOU Xihong，YANG Zhenliang，YUAN Dongmei，et al.Compilation of transmission acceleration test spectrum considering low load reinforcement effect［J］.Journal of Mechanical Transmission，2016，40（4）：4-9.
杨平，成云川，石晓辉，等.基于实测载荷谱的AMT换挡箱体疲劳寿命预测［J］.机械传动，2016，40（1）：113-115.
YANG Ping，CHENG Yunchuan，SHI Xiaohui，et al.Fatigue life prediction of AMT shift case based on measured load spectrum［J］.Jouanal of Mechanical Transmission，2016，40（1）：113-115.
陈德鑫，李松松，石兴磊.乘用车变速器载荷谱的采集与编制方法［J］.机械传动，2017，41（2）：41-46.
CHEN Dexin，LI Songsong，SHI Xinglei.Collection and compilation method of transmission load spectrum for passenger cars［J］.Journal of Mechanical Transmission，2017，41（2）：41-46.
孙丽，刘永臣.雨流计数法及在车辆疲劳损伤分析中的应用综述［J］.装备制造技术，2012（12）：75-77.
SUN Li，LIU Yongchen.Review of rain flow counting method and its application in fatigue damage analysis of vehicles［J］.Equipment Manufacturing Technology，2012（12）：75-77.
MARSH G C，WIGNALL C，THIES P R，et al.Review and application of rainflow residue processing techniques for accurate fatigue damage estimation［J］.International Journal of Fatigue，2016，82：757-765.
杜敏杰，黄雪，杨前进，等.基于雨流频次外推的液压挖掘机斗杆程序载荷谱编制［J］.机械设计，2019，36（6）：87-93.
DU Minjie，HUANG Xue，YANG Qianjin，et al.Program load spectrum compilation of hydraulic excavator bucket based on extrapolation of rain flow frequency［J］.Mechanical Design，2019，36（6）：87-93.
邹喜红，李静，彭吉刚，等.基于实际载荷谱的汽车半轴疲劳寿命预测［J］.机械设计与制造，2016（4）：122-125.
ZOU Xihong，LI Jing，PENG Jigang，et al.Fatigue life prediction of semi-axle based on actual load spectrum［J］.Mechanical Design and Manufacturing，2016（4）：122-125.
刘彦龙，邹喜红，石晓辉，等.基于挡位的汽车传动系载荷谱提取与外推［J］.重庆理工大学学报（自然科学版），2015，29（4）：17-23.
LIU Yanlong，ZOU Xihong，SHI Xiaohui，et al.Gear-based load spectrum extraction and extrapolation for automotive driveline［J］.Journal of Chongqing University of Technology（Natural Science Edition），2015，29（4）：17-23.
刘岩，张喜逢，王振雨，等.载荷谱外推方法的对比［J］.现代制造工程，2011（11）：8-11.
LIU Yan，ZHANG Xifeng，WANG Zhenyu，et al.Comparison of load spectrum extrapolation methods［J］.Modern Manufacturing Engineering，2011（11）：8-11.
0
浏览量
4
下载量
0
CSCD
- 网络PDF下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 豫ICP备05013835号-5
京公网安备11010802024621 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies