世界播报:关联用户的试验场耐久性规范开发

整车耐久性是指车辆在长期使用过程中能够保持稳定的性能和寿命。为了确保车辆在使用寿命内能够正常运行，汽车制造商必须进行耐久性测试，以评估整车在不同环境下的表现和可靠性。这些测试通常涉及模拟各种使用情况，包括不同路况、不同环境温度和湿度等，以确保车辆在不同条件下都能够保持稳定性能。

【资料图】

关于试验场耐久性规范开发，这是一个关键的领域，因为它可以确保整车在设计和生产阶段就具有足够的可靠性和耐久性。试验场耐久性规范通常由汽车制造商开发，并参考国际标准和法规。这些规范包括各种试验项目和测试方法，例如振动、冲击、疲劳和腐蚀测试等，以确保整车在长期使用过程中具有良好的性能和寿命。

在整车耐久性开发中，与用户的关联也是非常重要的。制造商需要了解用户的需求和使用习惯，并根据这些需求进行整车设计和测试。例如，对于一款越野车，可能需要进行大量的越野测试以确保其具有足够的耐久性和可靠性。同时，制造商还需要对车辆的不同部件进行测试，以确保它们在长期使用过程中具有足够的可靠性。

整车耐久性开发涉及多个方面，包括试验场耐久性规范开发和与用户的关联。这些方面需要综合考虑，以确保车辆在设计和生产阶段就具有足够的可靠性和耐久性，并能够在长期使用过程中保持稳定性能和寿命。

一、研究背景

通过关联分析，解决普遍存在的客户试验场规范与实际用户工况不等效，所导致的汽车产品欠设计或过设计问题。

关联分析是一种有力的工具，可以帮助解决客户试验场规范与实际用户工况不等效导致的汽车产品欠设计或过设计问题。这些问题可以表现为产品强度设计不足、产品强度设计过剩或产品强度设计适合等情况。

产品强度设计不足

当汽车产品的设计强度不足时，它们在实际使用过程中可能会发生失效，这可能会导致严重的事故和损失。这种问题通常会在规范试验场中被检测出来，但在实际用户工况下可能不会被发现。通过关联分析，可以确定规范试验场与实际用户工况之间的差异，找到设计强度不足的根本原因，然后提出相应的解决方案，例如增加结构材料、加强产品的关键部件等。

产品强度设计过剩

另一方面，如果汽车产品的设计强度过高，这将导致过度的成本和重量，并可能影响产品的可持续性和效率。通过关联分析，可以确定规范试验场与实际用户工况之间的差异，找到设计强度过剩的根本原因，然后提出相应的解决方案，例如优化材料选择、重新设计产品结构等，以达到设计强度的适当水平。

产品强度设计适合

当汽车产品的设计强度适合实际使用条件时，可以在保证产品安全性和可靠性的前提下，最大程度地减少成本和重量，并提高产品的可持续性和效率。通过关联分析，可以确定规范试验场与实际用户工况之间的差异，找到设计强度适合的根本原因，然后提出相应的解决方案，例如优化产品设计和材料选择等。

在汽车产品设计中，关联分析是一个非常有用的工具，可以帮助汽车制造商和设计师确定最适合实际使用条件的设计强度水平，从而提高产品的性能和可靠性。

通过用户工况调研，为整车可靠性开发提供依据，为整车耐久性台架试验提供准确的输入，实现客户耐久性路试、台架试验的高精度对标。制造商可以根据用户的需求和使用习惯来制定整车的设计和测试方案，从而确保整车在长期使用过程中具有良好的可靠性和耐久性。

在整车耐久性台架试验中，准确的输入数据非常关键，它可以影响到试验结果的可靠性和准确性。通过用户工况调研获得的信息可以用于确定整车耐久性台架试验中的输入参数，例如路况、速度、负载等，从而实现客户耐久性路试、台架试验的高精度对标。

通过客户耐久性路试和台架试验的高精度对标，制造商可以更好地了解整车在不同使用情况下的表现，并进一步优化整车设计和测试方案。同时，这也可以为制造商提供更可靠的数据支持，以便更好地满足市场需求和提高产品竞争力。

综上所述，通过用户工况调研为整车可靠性开发提供依据，为整车耐久性台架试验提供准确的输入，实现客户耐久性路试、台架试验的高精度对标，是整车耐久性开发中非常重要的一步。这可以帮助制造商提高产品质量和竞争力，同时也可以满足用户的需求和期望。

二、用户与试验场关联技术路线

二、用户与试验场关联技术路线

- 用户工况调研：GPS、里程、车速、挡位、油门踏板和制动踏板位置、方向转角、发动机扭矩等信号。

- 用户行驶路面比例（高速公路、乡村公路、城市道路、一般公路、载重

的信息）。

- 采集通道：

需关联的通道（轮心力、加速度、位移、其他参考通道）。

- 考虑时域与频域信号特征，进行等效分析，确定试验场采集规范。

- 等效后主要控制通道损伤比值精度达到0.7-1.5，其他参考通道损伤比

精度达到0.5-2；

三、用户与试

验场关联关键技术

关键技术1：

关键技术2：用户工况与试验场载荷谱采集

用户工况载荷谱采集最小子样容量模型可以用于确定在给定置信水平和可接受误差范围内，所需采集的最小子样容量。这个模型可以帮助制造商在进行用户工况调研时，确定采集足够的数据，以便准确地了解用户的使用情况和需求。

用户工况载荷谱采集最小子样容量模型：

用户工况的载荷谱采集距离过长，将导致研发成本的增加，距离太短则不具有代表性

目标里程载荷谱伪损伤密度——服从正态分布的伪损伤密度总体

用户工况载荷谱的伪损伤密度——视为从总体中抽出的样本

总能找到一个最小的样本，使得抽样样本置信度高，且与总体之间的误差（均值/）最小。

关键技术3：用户工况采集载荷谱外推

用户工况采集载荷谱外推是指通过对已采集的用户工况载荷谱数据进行处理，预测未来可能的工况载荷谱，以支持整车可靠性和耐久性的开发。

在进行载荷谱外推时，需要采用一些数学和统计学方法，例如曲线拟合、时间序列分析、回归分析等。这些方法可以帮助分析已有数据，找出数据之间的关系，并预测未来的趋势和变化。

具体来说，曲线拟合可以用于拟合不同工况条件下的载荷谱数据，找到数据之间的规律和趋势，并对未来的工况进行预测。时间序列分析可以用于分析时间序列数据之间的相互关系和变化规律，通过对历史数据进行分析，预测未来的趋势和变化。回归分析可以用于分析不同变量之间的关系，并对未来的趋势进行预测。

通过载荷谱外推，可以为整车可靠性和耐久性的开发提供更加全面和准确的数据支持。这有助于制造商更好地了解用户的使用需求和工况条件，为整车的设计和开发提供更加精准的依据。同时，这也有助于提高整车的可靠性和耐久性，减少在使用过程中的故障率和维修成本。

用户工况载荷谱外推本质：

利用已经采集的载荷谱的统计规律，对未采集的载荷时间序列进行预测。

- 基于广义Pareto的载荷谱外推

研究表明超出量或超阈值服从广义Pareto分布

-用户工况采集载荷谱外推算法

关键技术4：基于损伤等效的用户工况与试验场关联

基于损伤等效的用户工况与试验场关联，是指通过对用户工况数据进行分析和处理，建立用户工况与试验场数据之间的关联模型，以实现对整车可靠性和耐久性的开发。

在建立损伤等效的用户工况与试验场关联模型时，需要对用户工况和试验场数据进行统计和分析，找出它们之间的相互关系，并建立数学模型。具体来说，需要对用户工况数据进行载荷谱处理，计算损伤等效载荷谱；同时，需要对试验场数据进行试验台架测试和数据分析，计算出试验场的损伤等效载荷谱。然后，通过比较和匹配两者之间的损伤等效载荷谱，建立二者之间的关联模型，以实现用户工况与试验场之间的对标。

基于损伤等效的用户工况与试验场关联，可以为整车可靠性和耐久性的开发提供更加全面和准确的数据支持。这有助于制造商更好地了解用户的使用需求和工况条件，为整车的设计和开发提供更加精准的依据。同时，这也有助于提高整车的可靠性和耐久性，减少在使用过程中的故障率和维修成本。

注：关联指标、关联算法、关联通道、约束条件等

用户工况与试验场关联：基于时域损伤、频域RDS/FDS等效，采用算法进行优化计算。

约束条件：

- 试验场行驶里程

- 典型工况最小循环次数

- ……

四、关键技术的理论基础

1、用户工况调研

- 抽样理论：

指定车企和车型，通过平台确定车型在指定区域的保有量情况，根据区域保有量及其占比，及样本总数进行抽样。

用户目标里程

- 典型工况划分

方法1：基于整车GPS信号，在开源地理信息系统QGIS中得到单个或多个叠加的车辆运行轨迹，对汽车用户使用路面比例信息进行统计分析。

方法2：基于人工智能机器学习，对整车CAN线的信号进行训练，分析判断整车典型工况及比例。

方法1：调查问卷。

方法2：基于人工智能机器学习，对整车CAN线某些信号进行训练（如车门信息、整车输出功率），分析判断整车载重情况及比例。

2、用户典型工况载荷谱采集

通过统计理论，确定最小采集样本，计算最少采集里程。

汽车承载结构的循环载荷，通过雨流计数提取载荷中的循环，结合材料的S-N曲线，基于Miner线性损伤累积准则，可计算载荷的累积损伤

车辆结构或部件载荷谱的对数伪损伤服从正态分布

记d为伪损伤密度，为每l里载荷谱的累积伪损伤：

从服从正态分布的伪损伤密度总体中进行抽样，d 和s分别是样本的均值与样本标准差。

定义抽样样本的均值与总体均值的相对偏差为

，是一个衡量样本均值与总体均值逼近程度的一个参数，要求该参数在一定范围之内，则

对比不等式的右边有

3、用户典型工况载荷谱外推

- 基于广义Pareto的载荷谱外推

研究表明超出量或超阈值服从广义Pareto分布

基于广义Pareto的载荷谱外推示意图

- 载荷谱外推前后的功率谱密度曲线基本一致；

- 功率谱密度的30-35Hz的局部放大图进行观察，发现外推后载荷谱的功率谱密度比原始载荷谱大；

- 主要原因在于高频对应大幅值，外推时改变了载荷谱中的部分极大值和极小值

4、用户工况与试验场关联
基于时域损伤、频域RDS/FDS等效，采用算法进行优化计算

总结

关联用户的试验场耐久性规范开发是整车可靠性和耐久性开发的重要环节，目前已成为汽车制造行业不可或缺的一部分。随着用户对汽车品质的要求不断提高，汽车制造商不断增加对整车可靠性和耐久性的测试和验证，试验场耐久性规范也在不断完善和更新，以满足不同国家和地区的法规和标准要求。

随着汽车电子化、智能化和轻量化的发展，整车可靠性和耐久性测试将更加复杂和精细。例如，将采用更多的模拟方法和虚拟验证技术，以减少试验成本和时间，并提高测试精度和效率。此外，随着新能源汽车的发展，试验场耐久性规范也将进一步完善和更新，以适应电动汽车的独特性能和特点。

综上所述，关联用户的试验场耐久性规范开发是整车可靠性和耐久性开发的重要环节，其发展将受到多方面因素的影响，包括技术进步、法规标准、新产品研发等。因此，汽车制造商需要不断提高技术水平，加强合作与交流，以应对市场的变化和挑战，为消费者提供更加可靠和耐用的汽车产品。

参考：汽车测试网直播课：关联用户的试验场耐久性规范开发
讲师 | 重庆交通大学教师 郑国峰

标签：