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斯太尔工程技术中心FEMFATLABFEMFATLAB––VirtualIterationVirtualIteration24.10.2006,OtmarGattringerAuthor:OtmarGattringer2Date:24.10.2008FEMFATLAB目标:2.软件介绍1.方法的应用Author:OtmarGattringer3Date:24.10.2008FEMFATLAB内容:2.项目介绍(不同的应用案例)1.VirtualIteration虚拟迭代的通常步骤3.软件介绍(基于实例)Author:OtmarGattringer4Date:24.10.2008FEMFATLAB内容:2.项目介绍(不同的应用案例)1.VirtualIteration虚拟迭代的通常步骤3.软件介绍(基于实例)Author:OtmarGattringer5Date:24.10.2008子系统或是全车的疲劳试验–试车跑道–测试疲劳分析(FEMFAT疲劳分析软件)–子系统–车身–…疲劳分析输入数据的动态模拟–内部受力–模态坐标虚拟迭代的通常步骤Author:OtmarGattringer6Date:24.10.2008虚拟迭代的通常步骤Virtualiteration-虚拟迭代:•此方法自动兼容ADAMS和SIMPACK•此方法可应用于所有模拟软件(ADAMS,SIMPACK,RECURDYN,...)•应用步骤和试验台架的物理迭代步骤是一致的•通过内部所测量的值（加速度、位移、力等）来确定外部的激励源（轮心的位移等）Author:OtmarGattringer7Date:24.10.2008传递函数期望值(测量数据)virtualiteration为比较与测量点相一致MBS负载(测量)为进行对比的测量点测量条件模拟模型的精确负载(MBS)虚拟迭代的通常步骤采用VirtualIteration的情况Author:OtmarGattringer8Date:24.10.2008虚拟迭代计算传递函数transferfunction(MBS):F(s)=y0(s)/u0(s)白(或粉红)噪音和它的响应System(MBS)InputunOutputyn激励(外部信号，要求的)期望值(内部信号)计算第一个输入:u1(s)=F-1(s)yDesired(s)计算更多的迭代:un+1(s)=un(s)+F-1(s)(yDesired(s)–yn(s))虚拟迭代的通常步骤Author:OtmarGattringer9Date:24.10.2008•计算传递函数–产生白噪音–白噪音的响应(模拟)•计算第一个输入•模拟的响应和希望得到的信号的比较(测量值)•计算更多的迭代(精确性)虚拟迭代的通常步骤虚拟迭代1.白噪音4.输入信号6.响应=期望值的2.响应(要求)MKS5.响应MKS3.传递函数Author:OtmarGattringer10Date:24.10.2008FEMFATLAB内容:2.项目介绍(不同的应用案例)1.VirtualIteration虚拟迭代的通常步骤3.软件介绍(基于实例)Author:OtmarGattringer11Date:24.10.2008•一辆乘用车的前轴(半轴)•负载：垂直位移、纵向和横向受力、转向扭矩；•测量的信号:减震器受力、螺栓纵向和横向受力、连杆轴向力、和弹簧位移。四通道台架试验:前轴Author:OtmarGattringer12Date:24.10.2008•一辆乘用车的前轴(半轴)•多体动力学MBS模型(ADAMS)•负载:垂直,纵向和横向受力,转向扭矩•测量点：减震器受力、螺栓纵向和横向受力、连杆轴向力、和弹簧位移。四通道台架试验:前轴Author:OtmarGattringer13Date:24.10.2008减震器受力连杆受力螺栓受力弹簧位移(监控信号)MBS:所定义的要求内部测量点:四通道台架试验:前轴Author:OtmarGattringer14Date:24.10.2008结果:10个迭代(信号在时间域)黑色曲线为：期望值(测量值)；红色曲线：模拟结果减震器受力螺栓纵向受力螺栓横向受力连杆轴向受力四通道台架试验:前轴Author:OtmarGattringer15Date:24.10.2008四通道台架试验:前轴结果:10个迭代(信号在时间域)黑色曲线为：期望值(测量值)；红色曲线：模拟结果减震器受力螺栓纵向受力螺栓横向受力连杆轴向受力Author:OtmarGattringer16Date:24.10.2008四通道台架试验:前轴结果:10个迭代(信号在时间域)黑色曲线为：期望值（测量值）；红色曲线：模拟结果减震器受力螺栓纵向受力螺栓横向受力连杆轴向受力Author:OtmarGattringer17Date:24.10.2008结果:10个迭代弹簧位移(监控信号)四通道台架试验:前轴Author:OtmarGattringer18Date:24.10.2008结果:10个迭代–模拟和测量的相对损伤值比较Relativedamagecomparisonsimulationtomeasurement1,021,030,990,970,970,900,951,001,051,10DamperforceBoltforcelateralBoltforcelongitudinalTierodforceSpringdeflectionrelativedamagevalue四通道台架试验:前轴Author:OtmarGattringer19Date:24.10.2008结果:对于不同白噪音输入的输出收敛情况SchädigungA05A0500,20,40,60,811,21,41,61,8213579IterationSchädigungKanal1Kanal2Kanal3Kanal4BasisSchädigungA05A0500,20,40,60,811,21,41,61,8213579IterationSchädigungKanal1Kanal2Kanal3Kanal4Noiseamplitude/2SchädigungA05A0500,20,40,60,811,21,41,61,8213579IterationSchädigungKanal1Kanal2Kanal3Kanal4Noiselength/4SchädigungA05A0500,20,40,60,811,21,41,61,8213579IterationSchädigungKanal1Kanal2Kanal3Kanal4Allchannels,length*4四通道台架试验:前轴Author:OtmarGattringer20Date:24.10.2008采用虚拟迭代的FEMFAT计算在60小时后预测到裂纹台架试验在97小时后观察的裂纹在28小时后预测到裂纹采用六分力仪的FEMFAT计算四通道台架试验:前轴Author:OtmarGattringer21Date:24.10.2008•目标:一个关节的疲劳分析(在所有螺栓和轮心的内部受力)•一个前轴(半轴)的MBS模型•激励:在轮心的受力(六分力仪)•内部测量点信号(期望值):不同路况下关节螺栓的受力六通道台架试验:前轴Author:OtmarGattringer22Date:24.10.2008在11次迭代后的结果•黑色…测量值(期望值)•红色…模拟值螺栓受力–连杆六通道台架试验:前轴Author:OtmarGattringer23Date:24.10.200812通道台架试验:后轴•带柔体辅助梁(FEM)的后轴MBS模型•激励:轮心上的受力(六分力仪)•14个测量点(期望值):在关节螺栓上的受力,连杆受力,稳定器受力•检查轮心的振幅(应用适当的六分力仪)Author:OtmarGattringer24Date:24.10.200812通道台架试验:后轴越野路面(8个迭代)•黑色...测量值,红色...模拟值连杆右边下控制臂YAuthor:OtmarGattringer25Date:24.10.200812通道台架试验:后轴越野路面–迭代的轮心受力:FxFyFzTzTxAuthor:OtmarGattringer26Date:24.10.200812通道台架试验:后轴向后全刹车(6次迭代)左边纵向臂左边下控制臂Y左连杆Author:OtmarGattringer27Date:24.10.200812通道台架试验:后轴向后全刹车–迭代的轮心受力FxFyFzTzTyTxAuthor:OtmarGattringer28Date:24.10.2008•一个卡车驾驶室的MBS模型(FEM),驾驶室悬置和辅助梁的一部分•激励:在大梁上的4个垂直位移(4-Poster)•测量点(期望值):在大梁上的4个垂直加速度四通道（4Poster）Author:OtmarGattringer29Date:24.10.2008结果:4次迭代•黑色…测量值•红色…模拟值前左加速度四通道（4Poster）Author:OtmarGattringer30Date:24.10.2008•在同样的载荷下不同的驾驶室以及驾驶室悬置的设计方案研究•目的:为疲劳分析所需的接口点受力Relativedamagevalues0,80,850,90,9511,051,1frontleftfrontrightrearleftrearrightmeasuringpointrelativedamagevalue四通道（4Poster）Author:OtmarGattringer31Date:24.10.2008四通道（4Poster）•一个运输车的整车模型•定义路面激励:在轮胎接触中心的位移,也就是说在轮胎刚度前=“有效路面形状”(轮胎用一个垂直弹簧来进行简化模拟)•测量点:–垂直轮心受力(六分力仪)–弹簧位移Author:OtmarGattringer32Date:24.10.2008迭代的位移和测量的路面情况进行对比,后轴,4个迭代•4个驱动(在轮胎接触中心的位移):黑色•测量的路面形状:红色四通道（4Poster）leftrightRoadlength[m]Roadroughness[mm]Author:OtmarGattringer33Date:24.10.2008•带有MAST(Multi-AxialSimulationTable)悬置的卡车发动机MBS模型•激励:MAST的运动(位移,绿色)和在曲轴轴向方向上的发动机扭矩(封闭的曲轴)•测量点:在发动机悬置间的相对位移以及在某一个支架上的发动机装配受力(红色)发动机悬置试验台架Author:OtmarGattringer34Date:24.10.2008结果:7个迭代•位移-黑色...测量值-红色...模拟值DisplacementfrontleftY越野路面急速起步发动机悬置试验台架Author:OtmarGattringer35Date:24.10.2008参数研究(举例):在前发动机悬置递增的刚度(20%)Damagevalues00,51ForceYrearleftForceZrearleftDisplacementYrearleftDisplacementZrearleftDisplacementYrearrightDisplacementZrearrightDisplacementYfrontleftDisplacementZfrontleftmeasuringpointsrelativedamagevalue发动机悬置试验台架Author:OtmarGattringer36Date:24.10.2008•包含尿素罐的车架FE模型,安装在一个MAST(Multi-Axial-Simulation-Table)•激励:在桌面上的3方向位移•测量点(期望值):靠近尿素罐的3方向加速度尿素罐Ureatank台架试验X-accelerationAutho