x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 上海山外山机电工程科技有限公司，2021 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 内容 • 动力传动系统疲劳耐久性 • 耐久性损伤计算及关联等效 • 一般数据处理过程及典型结果 • x-Powertrain 流程包及主要功能 • x-Powertrain 流程包应用案例 • 电动车驱动系统台架耐久规范的建立 • 等速驱动轴数据分析 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 典型驱动布置 前轮驱动 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 后轮驱动 3 动力传动系统疲劳耐久性 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 4 试验机 底盘测功机 Chassis dynamometers © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 动力总成试验台 Powertrain test bed 5 试验机 万向节总成扭转疲劳试验机 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 7 动力传动系统疲劳耐久性关联: 耐久性损伤计算及关联等效 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 动力传动系统耐久性损伤关联 用户使用 台架试验 试验场试验 载荷测量及分析 用户环境载荷数据 台架载荷数据 试验场载荷谱 损伤计算 用户使用损伤 台架试验损伤 试验场损伤 关联分析 用户使用 试验场标准 台架试验标准 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 9 传动系扭矩谱 扭矩 扭矩 Ti 时间 转速 时间 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 旋转圈数 10 相对损伤及等效计算（旋转） • 寿命方程（无疲劳极限） 𝑇 = 𝑇′ 𝑁𝑓 扭矩 𝑏 • 每一级损伤和总损伤 𝑛𝑖 𝐷𝑖 = 𝑇𝑖 /𝑇′ 1/𝑏 𝑛𝑖 𝐷= 𝑇𝑖 /𝑇′ 1/𝑏 𝑖 旋转圈数 • 如果转动圈数设为载荷谱中总的圈数，那么我们可以按照 损伤等效原理得到的等效扭矩为 σ𝑖 𝑛𝑖 𝑇𝑒 = 𝑛𝑖 σ𝑖 𝑇𝑖 1/𝑏 𝑏 扭矩 • 损伤也可以按多级进行等效，计算出块谱 损伤 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 11 扭矩谱损伤谱及等效计算（旋转） 扭矩 扭矩 损伤 损伤 旋转圈数 损伤等效 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 12 旋转轴扭矩载荷谱（扭转） © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 13 相对损伤及等效计算（轴扭转） • 寿命方程（无疲劳极限） 𝑇𝑎 = 𝑇𝑎′ 𝑁𝑓 循环次数 𝑏 • 每一级损伤和总损伤 𝑛𝑖 𝐷𝑖 = 𝑇𝑎𝑖 /𝑇𝑎′ 1/𝑏 𝑛𝑖 𝐷= 𝑇𝑎𝑖 /𝑇𝑎′ 1/𝑏 𝑖 • 如果转动圈数设为载荷谱中总的圈数，那么我们可以按照 损伤等效原理得到的等效扭矩为 𝑇𝑎𝑒 σ𝑖 𝑛𝑖 = 𝑛𝑖 σ𝑖 𝑇𝑎𝑖 1/𝑏 扭矩幅值 扭矩均值 𝑏 • 损伤也可以按多级进行等效，计算出块谱 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 14 动力传动系统疲劳耐久性关联: 一般数据处理过程及典型结果 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 典型传动系数据 • • • • • • 发动机或电机扭矩和转速 传动轴或驱动轴扭矩转速 离合器档位 驱动轴摆角 车辆速度 GPS 数据 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 16 典型传动系数据检验及分析处理 • 数据回放 • 数据预报告 • 绘制轨迹图 • 数据异常检查修正 • 毛刺 • 零漂 • 噪声 • 数据比较验证 • 类似数据比较 • 相关数据交叉比较 • 数据极限检验 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 • • • • • • • • 从车速计算里程 时域数据转换为里程域数据 车速及车速分布分析 道路坡度分析 档位和换挡统计分析 典型事件（工况）统计分析 按档位分割数据 路面和工况混合 • • • • • • 扭矩转速联合分布（时间或圈数） 扭矩转速联合分布（里程） 旋转扭矩谱分析 转轴和齿轮力雨流图 等效扭矩及载荷外推 损伤及等效扭矩或等效转动圈数 17 典型数据分析结果示意（里程域数据） 里程 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 18 典型数据分析结果示意（不同档位数据） 档位 1 档位 2 档位 3 档位 7 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 19 典型数据分析结果示意（联合分布） 时间 旋转圈数 里程 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 20 典型数据分析结果示意（联合分布） © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 21 典型数据分析结果示意（旋转扭矩谱） 实际里程 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 百公里 22 典型数据分析结果示意（雨流直方图） 转轴 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 （虚拟）齿轮力 23 典型数据分析结果示意（道路梯度） 梯度 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 梯度分布 24 典型数据分析结果示意（换挡统计） © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 25 典型数据分析结果示意（档位统计值） © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 26 典型数据分析结果示意（加速踏板开度大数据统计） © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 27 典型数据分析结果示意（损伤） © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 28 典型数据分析结果示意（等效多级旋转扭矩谱） © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 29 典型数据分析结果示意（等效多级扭矩扭转谱） © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 30 典型数据分析结果示意（损伤外推） Weibull © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 31 x-Powertrain 流程包及主要功能 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 x-Powertrain 传动系数据分析流程包 • 概述 • • • • • 主要好处 基于nCode GlyphWorks 平台 专门处理分析车辆动力系统测试数据 可帮助制定试验场或台架试验标准 主要流程：档位估计，档位及换档统计 分析，坡度分析，扭矩谱分析，旋转雨 流分析，损伤谱计算，扭矩谱统计外推， 多级试验加速谱分析。 • • • • • 主要特点 • • • • © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 进行车辆传动系统的数据分析 包含了大量专家的经验知识积累 制定出和用户关联的台架或试验场试验标准 标准化流程，分析效率极高 专门为动力总成及传动系统分析所开发 快速分析比较动力总成的使用特征 无需复杂的参数设置，使用方便 可用于旋转或扭转，单级或多级损伤等效 33 x-Powertrain 传动系数据分析软件包 nCode 软件界面 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 34 流程及主要功能一览 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 35 x-Powertrain 典型流程架构 输入数据 分析计算（加密） 输出图形 控制参数 输出数据 输出表格 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 36 x-Powertrain 典型流程说明 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 37 x-Powertrain 安装指南 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 38 x-Powertrain 使用指南 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 39 流程1：时域数据重采样 • 对数据进行重采样，使所有通道的数据点对齐，数据长度一致，方便后续的数据分 割及操作分析。 • 重采样可按所有通道中的最高频率或自己指定的频率进行 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 40 流程2：时域数据转换为里程域数据 • 将时域通道数据转换为里程域数据，里程采样率可自定义 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 41 流程3：从发动机转速和车速估计档位 • 从车速和发动机转速估计档位值，有自动和自定义识别两种模式。 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 42 流程4：档位频次和持续时间及距离统计 • 统计各档位的使用比例和相关统计值，包括时间、距离、次数、以及时间和距离的 占比等。 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 43 流程5：指定工况频次和统计分析 • 可对某一指定工况进行计数，获取工况发生的统计值，以及工况所发生的每一时间 段中工况本身数据、车速以及任一指定相关数据的统计值。 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 44 流程6：换档频次统计 • 从档位数据统计出各个档位之间的换档次数 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 45 流程7：按档位分割时域数据 • 对不同档位值的数据进行分割，并保存为相应的时域数据。 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 46 流程8：扭矩转速的里程联合分布 • 计算扭矩转速的里程和里程百分比联合分布直方图 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 47 流程9：扭矩摆角联合分布及损伤计算 • 计算驱动轴扭矩摆角的驻留时间、转动圈数、平均转速，以及疲劳损伤联合分布。 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 48 流程10：扭矩谱分析 • 计算扭矩谱（扭矩和转动圈数的关系），结果可缩放至百公里 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 49 流程11：旋转雨流分析 • 计算旋转轴的扭矩雨流图以及相对应的虚拟齿轮力雨流结果 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 50 流程12：扭矩谱及疲劳损伤计算 • 计算传动系扭矩谱以及疲劳损伤谱，正反向扭矩损伤可按各自的参数计算，结果可 缩放至百公里。 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 51 流程13：扭矩损伤分布计算 • 从传动系扭矩谱计算疲劳损伤谱，正反向扭矩的损伤可按照各自的参数计算，并累 积各自的总损伤。 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 52 流程14：扭矩谱多级损伤等效计算 • 从扭矩谱计算损伤等效的任意多级谱 • 可自定义扭矩等效区间，指定各区间的扭矩和转速，正反扭矩损伤可按各自的参数 计算。 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 53 流程15：雨流谱多级损伤等效计算 • 从扭矩雨流谱计算损伤等效的任意多级块谱 • 可自定义扭矩变化范围等效区间，并指定各自的目标循环次数。 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 54 流程16：扭矩载荷谱外推等效 • 可从车辆的多个扭矩载荷谱，外推出一个指定概率的单级等效扭矩载荷谱。 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 55 流程17：行驶道路坡度分析 • 可从里程域的海拔高度数据通道计算道路的坡度分布 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 56 x-Powertrain 流程包应用案例 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 电动车驱动系统试验标准开发 © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年 www.swins-china.com 上海山外山机电工程科技有限公司 support@swins-china.com © 2021 上海山外山机电工程科技有限公司 x-Powertrain 流程包及在传动系耐久性分析中的应用 v1 2021年