Page 97 - 《振动工程学报》2025年第8期
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第 8 期 刘湘楠，等： 基于广义 S 变换的汽车零部件载荷谱编辑方法 1737
321 次。结果表明，相较于现有的 S 变换载荷谱编辑 将有限元分析的结果文件（.fil）输入到疲劳分析软
法，采用基于广义 S 变换的载荷谱编辑方法能够删 件 Ncode 的 Designlife 模块中；最后将载荷谱映射到
除原始载荷谱中较多的低幅值载荷循环次数。 悬置的单位载荷上，对悬置进行疲劳仿真。其中，用
于计算悬置疲劳寿命的 S‑N 曲线如下式所示 ［21］ ：
3. 4 悬置疲劳仿真分析
S = 16.799N -0.327 （11）
为进一步验证缩减载荷谱与原始载荷谱具有相 式中，S 表示对数应变振幅；N 为疲劳寿命次数。
同的加载效果，对悬置进行疲劳仿真分析。分别以 图 9 为不同载荷谱下悬置疲劳仿真结果。
原始载荷谱、缩减载荷谱Ⅰ和缩减载荷谱Ⅱ作为疲 由图 9 可知，采用原始载荷谱、缩减载荷谱Ⅰ、
劳载荷输入，计算悬置的疲劳寿命及损伤分布。主 缩减载荷谱Ⅱ加载后的悬置的疲劳寿命及损伤分布
要步骤如下： 基本一致，进一步验证了所提方法的有效性。此外，
首先，建立悬置有限元模型，并对其施加 Z 向单 在不同的载荷谱加载条件下，悬置结构中的疲劳失
位载荷，得到单位载荷下悬置的应变响应结果；其次 效危险点位置保持一致，均位于节点 33689。
图 9 不同载荷谱下悬置疲劳寿命及损伤分布
Fig. 9 Mount fatigue life and damage distribution under different loading spectra
表 4 为不同载荷谱下悬置疲劳仿真结果。由表 4 载荷谱编辑方法。通过与现有的基于 S 变换的汽车
可知，尽管缩减载荷谱可以达到与原始载荷谱基本 零部件载荷谱编辑方法进行比较，发现基于广义 S
一致的加载效果，但采用三种载荷谱进行耐久性台 变换编辑法获得的缩减载荷谱的时间减少比例更
架试验所需时间不同。以悬置疲劳仿真获得的疲劳 大，约为 21.13%。
寿命值为基础，采用原始载荷谱作为耐久性台架试 （2） 从统计参数、功率谱密度及雨流计数等方
验的输入，所需时间约为 200.9 h，而采用基于广义 S 面分析载荷谱编辑方法的编辑效果。结果表明：采
变换的缩减载荷谱与基于 S 变换的缩减载荷谱作为 用基于广义 S 变换的载荷谱编辑方法获得的缩减载
耐久性台架试验的输入，所需时间分别约为 158.5 荷谱，在统计参数、功率谱密度及雨流计数等方面，
和 169.8 h。相比基于 S 变换的编辑方法，采用基于 均与原始载荷谱保持了高度的一致性。
广义 S变换的载荷谱编辑方法所得到的缩减载荷谱Ⅰ （3） 为验证本文所提出的基于广义 S 变换的载
的计算时间更短。因此，在进行悬置耐久性台架试 荷谱编辑方法的有效性，开展了悬置疲劳仿真分析。
验验证时，采用本文所提方法可以更大程度地提高 结果表明：采用本文所提方法获得的缩减载荷谱可
试验效率。 以达到与原始载荷谱基本一致的加载效果，但采用
原始载荷谱和缩减载荷谱进行耐久性台架试验所需
表 4 不同载荷谱下悬置疲劳仿真结果
Tab. 4 Mount fatigue simulation results under different 时间不同。采用原始载荷谱作为耐久性台架试验的
loading spectra 输入，所需时间约为 200.9 h，而采用基于广义 S 变
载荷谱类型 疲劳损伤 疲劳寿命/次 计算时间/h 换的缩减载荷谱Ⅰ与基于 S 变换的缩减载荷谱Ⅱ作
原始载荷谱 3.86×10 -4 2588 200.9 为耐久性台架试验的输入，所需时间分别为 158.5
缩减载荷谱Ⅰ 3.86×10 -4 2588 158.5 和 169.8 h。
缩减载荷谱Ⅱ 3.86×10 -4 2588 169.8
参考文献:
4 结 论 ［1］ 赵礼辉，李佳欣，井清，等 . 关联用户的汽车试验场耐久
性评价路况循环确定方法研究［J］. 汽车工程，2020， 42
（1） 提出了一种基于广义 S 变换的汽车零部件 （1）：127-133.
