傳統(tǒng)的汽車耐候性研究方法需要整車樣件開展自然曝露試驗，然后對失效零部件進行分析和整改，重新開展試驗驗證，整個流程耗時長，試驗數(shù)據(jù)不能用于指導(dǎo)車型開發(fā)。時代呼喚改變，工業(yè)產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性國家重點實驗室經(jīng)過20余年的汽車耐候性試驗技術(shù)和典型地區(qū)氣候環(huán)境數(shù)據(jù)積累，開發(fā)出的服役環(huán)境仿真技術(shù)可以較好彌補這一缺陷。
01、 服役環(huán)境仿真技術(shù)簡介
對整車建立三維模型，基于熱平衡原理，應(yīng)用有限元方法仿真模擬整車在自然曝露下主要零部件表面溫度場和太陽輻照分布情況，預(yù)測不同氣候地區(qū)車身主要零部件表面溫度、溫度以及全年光熱老化等效環(huán)境應(yīng)力等，為零部件選材提供試驗評價依據(jù)。
02、 服役環(huán)境仿真技術(shù)應(yīng)用案例
車身內(nèi)外主要零部件表面溫度極值預(yù)測
確定整車的三維結(jié)構(gòu)和主要零部件材料物性后，輸入某一地區(qū)歷史環(huán)境數(shù)據(jù)（太陽輻照、空氣溫度、空氣相對濕度、風(fēng)速風(fēng)向等），可以預(yù)測汽車在不同氣候地區(qū)主要零部件表面的溫度極值數(shù)據(jù)，為評價零部件環(huán)境適應(yīng)性的熱老化、溫度循環(huán)等人工加速試驗設(shè)計提供依據(jù)。
圖1 汽車外部主要零部件表面溫度場模擬仿真
圖2 汽車內(nèi)部主要零部件表面溫度場模擬仿真
主要零部件表面光熱老化等效環(huán)境應(yīng)力預(yù)測
利用自然暴露下車身主要零部件表面溫度和太陽輻照仿真數(shù)據(jù)，可以計算整車在不同氣候地區(qū)曝露1年時主要零部件表面光熱老化等效環(huán)境應(yīng)力，為實驗室氙燈老化試驗周期的計算提供依據(jù)。
圖3 汽車外部主要零部件表面光熱老化等效環(huán)境應(yīng)力仿真計算結(jié)果
圖4 汽車內(nèi)部主要零部件表面光熱老化等效環(huán)境應(yīng)力仿真計算結(jié)果
計算機仿真技術(shù)作為一種高效的研究手段，其在汽車耐候性研究領(lǐng)域的應(yīng)用潛力還遠未充分發(fā)掘，期待與國內(nèi)高校、科研院所和企業(yè)共同合作，不斷提升汽車服役環(huán)境仿真技術(shù)的研究水平和應(yīng)用水平。
湖北環(huán)一電磁裝備工程技術(shù)有限公司研發(fā)的直驅(qū)道路模擬測試平臺，總功率達4000kW，可試驗2~75噸范圍內(nèi)各種車輛的性能測試，單個轉(zhuǎn)轂可測輪邊扭矩150000Nm，可實現(xiàn)3000mm~8000mm的軸距調(diào)節(jié)，此測功機適合前輪驅(qū)動、后輪驅(qū)動以及四輪驅(qū)動等車型，具有四輪獨立控制和運行能力，能夠真實的模擬路面工況?？梢赃M行以下各項試驗研究：排放測試、性能測試、車輛功能檢測、燃油和潤滑油分析測試、燃油消耗測試等不同的測試循環(huán)。
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