從大量實(shí)測(cè)振動(dòng)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果來看,運(yùn)輸中的振動(dòng)在性質(zhì)上基本屬于窄帶隨機(jī)振動(dòng)(相對(duì)氣動(dòng)噪聲引起的振動(dòng)),其幅值域分布不滿足瑞利分布,與高斯分布也有偏差,但在小幅值范圍內(nèi)與高斯分布相接近。
由此看到,大部分振動(dòng)能量集中在低頻范圍,200Hz以上的能量相當(dāng)微弱的。大約有70%的能量集中在150Hz,在120Hz范圍內(nèi)尤為突出。
引起運(yùn)輸?shù)皖l振動(dòng)環(huán)境的因素主要有:主懸掛系統(tǒng)<彈簧承受的重量和非懸掛(沒加在底盤彈簧上的)重量>、輪胎跳動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸傳動(dòng)、車身固有頻率、諧波及局部振動(dòng)。
模擬運(yùn)輸試驗(yàn)條件由于車輛在運(yùn)輸時(shí)作用在試件上的振動(dòng)環(huán)境是很復(fù)雜的過程,受各種隨機(jī)因素支配,理論上預(yù)決產(chǎn)品對(duì)這種加載方式的響應(yīng),還沒有開發(fā)出令人滿意的方法。因此,試驗(yàn)研究仍被廣泛用于評(píng)估被試產(chǎn)品的動(dòng)力學(xué)行為和耐磨性。然而,在真實(shí)有代表性條件下的實(shí)地試驗(yàn)是非常昂貴費(fèi)時(shí)的,同時(shí)僅可對(duì)整體車輛進(jìn)行試驗(yàn)。因而,大多數(shù)試驗(yàn)要求在試驗(yàn)室內(nèi)的振動(dòng)設(shè)備上進(jìn)行。這種方法要求控制系統(tǒng)能正確模擬外場(chǎng)激勵(lì)。
依照研制任務(wù)書的要求,產(chǎn)品的累積運(yùn)輸距離通常要求數(shù)千公里,如果在室內(nèi)采用11等時(shí)模擬,則需很長(zhǎng)的時(shí)間。因此,室內(nèi)模擬都采用強(qiáng)化試驗(yàn)條件的辦法,以縮短時(shí)間。國(guó)軍標(biāo)GJB150(軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法),美軍標(biāo)MIL-STD-810E(環(huán)境試驗(yàn)方法和工程導(dǎo)則)中對(duì)基本公路運(yùn)輸規(guī)定為,按所給試驗(yàn)條件進(jìn)行試驗(yàn),每60分鐘代表1600公里。
由于運(yùn)輸是隨機(jī)振動(dòng),因而必須運(yùn)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法,在線性疲勞累積損傷假設(shè)的基礎(chǔ)上,以產(chǎn)品失效概率相一致作為加速模擬的等效準(zhǔn)則,作為制訂試驗(yàn)條件的基礎(chǔ)。
對(duì)于以所示實(shí)測(cè)各點(diǎn)隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)的時(shí)間歷程作為原始依據(jù),理論上講有二種方法可以達(dá)到加速疲勞損傷過程的目的。一種方法是保持振動(dòng)特性不變,而改變隨機(jī)振動(dòng)的頻率特性。由于產(chǎn)品在隨機(jī)交變應(yīng)力作用下是否損傷而導(dǎo)致破壞取決破壞面的狀態(tài)。破壞面是振動(dòng)量值、振動(dòng)頻率和循環(huán)次數(shù)為座標(biāo)軸構(gòu)成的空間曲面,曲面表示產(chǎn)品在交變應(yīng)力作用下是否破壞的分界面。破壞面是振動(dòng)頻率的函數(shù)。改變頻率特性,會(huì)導(dǎo)致實(shí)際該破壞的產(chǎn)品在試驗(yàn)中不破壞,而不該破壞的產(chǎn)品在試驗(yàn)中破壞了。因而,改變頻率特性的方法不能達(dá)到加速運(yùn)輸模擬等效的目的。另一種方法是提高振動(dòng)量值的方法,它不會(huì)改變破壞面的狀態(tài),這種方法是可行的。但過度的提高振動(dòng)量值可能會(huì)導(dǎo)致破壞機(jī)理的改變。因此,把振動(dòng)量值的提高必須控制在一定的范圍內(nèi)。