眾所周知,汽車(chē)行業(yè)中試驗是研發(fā)過(guò)程中一個(gè)不可或缺的重要一環(huán),而且理論計算是不能替代試驗的。為了方便的、高效的驗證產(chǎn)品,聰明的汽車(chē)行業(yè)試驗工程師整出了各種各樣的試驗,下面就汽車(chē)行業(yè)的試驗分類(lèi)做一個(gè)簡(jiǎn)單的分類(lèi)總結。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),汽車(chē)行業(yè)的試驗可以按試驗對象在整車(chē)結構中的層次關(guān)系可以分為,零部件試驗(component level test )、總成試驗(assembly level test)以及整車(chē)試驗(vehicle test )。
很好理解,按照邏輯關(guān)系,以變速箱為例,零部件試驗可以是單獨的軸承耐久試驗等零件的單獨試驗,試驗通過(guò)之后,我們就可以做變速箱總成試驗,再次通過(guò)之后,我們才會(huì )將變速箱總成裝上整車(chē)做試驗。
否則零部件試驗都沒(méi)通過(guò),直接做整車(chē)試驗就滑稽了。通常三者的試驗條件是一脈相承的,只是層次越高的試驗能夠涵蓋更復雜的實(shí)際條件、更能反映各個(gè)載荷之間的綜合作用。
經(jīng)常有行業(yè)內仁兄說(shuō),只要整車(chē)試驗通過(guò)了,其他都不是事,可見(jiàn)整車(chē)試驗的一錘定音的作用。但是整車(chē)試驗的缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn),也就是試驗費用高(投資一個(gè)高規格的試驗場(chǎng)費用驚人,而且整車(chē)試驗的人員費用,燃油消耗也是不小的開(kāi)支),另外整車(chē)試驗周期長(cháng),而且由于駕駛員安全因素考慮,通常也不易做出極限工況。
還是這句話(huà),上帝是公平的,有利必有弊。另外,現在整車(chē)開(kāi)放流程越來(lái)越壓縮,很多時(shí)候零部件試驗和總成試驗是同時(shí)開(kāi)始做的,這樣做只是為了節省時(shí)間。
如果按照試驗設備來(lái)分類(lèi)的話(huà),通常又可以分為道路試驗(road test)和臺架試驗(bench test)。
其中臺架試驗通??梢园颜鎸?shí)行駛工況分解成各種子工況的完美模擬到試驗設備上,可以消除整車(chē)、道路交通等不確定因素的影響,有利于組織和安排試驗,縮短試驗周期,試驗數據精度高、重復性好、可比性強。而且不受天氣變化影響。因此, 臺架試驗在汽車(chē)行業(yè)得到了非常廣泛的應用。這個(gè)很好理解,就不用贅述。
如果按照試驗目的來(lái)分類(lèi)的話(huà),通常還可以分為性能試驗(performance test/ functional characteristic test)和耐久試驗(durability test)。
汽車(chē)耐久性試驗是為了考核整車(chē)、零部件總成、零部件在規定的時(shí)間內能否保持功能。
在汽車(chē)行業(yè)內,耐久試驗(durability test)、疲勞試驗(fatigue test)和可靠性試驗(reliability test)這幾個(gè)概念常?;鞛橐徽?,許多業(yè)內人士也是混用的。其實(shí)他們是有聯(lián)系又有區別的。
首先,聊聊最好理解的疲勞試驗 (fatigue test),疲勞就是累了嘛,是指試件或構件材料在交變應力與交變應變的作用下,裂紋萌生、擴展,直到小片脫落或斷裂的過(guò)程稱(chēng)為疲勞。
汽車(chē)在行駛過(guò)程中,不斷受到隨著(zhù)時(shí)間發(fā)生變化的載荷作用。另外,汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的扭矩也在隨著(zhù)油門(mén)開(kāi)度的不同而變化。因此汽車(chē)在行駛過(guò)程中處于一個(gè)相當復雜的變化載荷環(huán)境中,其各個(gè)零部件一般都會(huì )受到隨著(zhù)時(shí)間發(fā)生變化的應力、應變的作用。
因此,如果我們把整車(chē)受到的交變載荷復制到臺架上,考驗零部件是否會(huì )發(fā)生疲勞損壞,出現裂紋或斷裂的試驗就叫疲勞試驗。
綜上所述,疲勞試驗的特點(diǎn)是長(cháng)時(shí)間的重復性的交變載荷。某種情況下,你小時(shí)候用手左右擰鐵絲將其擰斷可以看成最簡(jiǎn)單的疲勞試驗。
至于可靠性試驗,首先,可靠性是指產(chǎn)品在規定條件和規定時(shí)間內產(chǎn)品可能完成規定功能的可能性,因此,可靠度是產(chǎn)品在規定條件,規定時(shí)間內,完成規定功能的概率。
汽車(chē)及其零部件的失效壽命是個(gè)隨機變量,具有統計性質(zhì),一般而言,符合2參數威布爾分布。經(jīng)常采用B10壽命來(lái)評估汽車(chē)及其零部件的壽命,即要求汽車(chē)零部件達到這個(gè)壽命時(shí)發(fā)生失效的概率為10%,或者說(shuō)可靠度為90%。
為了使汽車(chē)產(chǎn)品具有需要的工作壽命和可靠性,行業(yè)內廣泛采用了可靠性工程,即應力-強度法(stress-strength law)來(lái)設計試驗。以檢驗疲勞壽命預計的正確性,并且確保產(chǎn)品具有需要的工作壽命和可靠度。很大意義上,通??煽啃栽囼灋橐唤M相同試驗條件的疲勞試驗,試驗件數量至少要在三件以上。
汽車(chē)的耐久性是指其“保持質(zhì)量和功能的使用時(shí)間",國標定義為“產(chǎn)品在規定的使用和維修條件下,其使用壽命的一種度量”。
而一般汽車(chē)企業(yè)對整車(chē)耐久性的要求都是XX公里或者XX年。從定義可以看出,耐久試驗經(jīng)常確實(shí)可以和可靠性試驗混為一談。
但是,有些試驗卻通常只被稱(chēng)為耐久試驗,卻不視為可靠性試驗或者疲勞試驗。
比如,有些零部件的長(cháng)時(shí)間的光照耐久試驗,變速箱同步器的磨損試驗,以及離合器摩擦片的磨損試驗都是耐久試驗,卻不是疲勞試驗或者可靠性試驗,最大的區別還是沒(méi)有交變載荷的存在。
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