[发明专利]基于数字滤波和虚拟损伤的换热器失效原因测试方法

说明书

本发明涉及汽车换热器可靠性测试分析技术，公开了一种基于数字滤波和虚拟损伤的换热器失效原因测试方法，包括如下步骤：传感器布置；启动发动机进行测试，获取加速度时域信号和各测点的应变信号；通过对各测点的应变信号ε进行滤波和伪损伤计算，得到对应于相同虚拟循环测试应变载荷标准幅值的热疲劳循环次数和振动疲劳循环次数，选取最大值进行数值比较，找出本次发动机测试时换热器失效的主要原因。本发明基于数字滤波和虚拟损伤的换热器失效原因测试方法，快速、高效、准确的分析评估换热器在发动机台架上各类疲劳载荷的虚拟损伤并进行量化对比，明确失效的根本原因。

技术领域

本发明涉及汽车换热器可靠性测试分析技术领域，具体涉及一种基于数字滤波和虚拟损伤的换热器失效原因测试方法。

背景技术

汽车换热器承担汽车热管理系统的热交换功能，根据换热器与发动机的连接情况可以分为两大类：第一类，与发动机直接刚性连接的换热器，如尾气再循环冷却器(EGR)、间接式中冷器、油冷却器等；第二类，不与发动机直接刚性连接的换热器，如散热器、空空中冷器、冷凝器、蒸发器等。

针对第一类换热器，此类换热器因与发动机刚性连接，由于直接受发动机工作的振动激励载荷，因此需要安装在发动机上进行发动机开发必须经历的各种考核测试。在发动机测试中换热器由于受到振动、温度、压力带来的综合复杂载荷，导致换热器在测试中如出现失效往往难以快速、准确的找到失效根本原因和类型，对工程技术人员的产品改进带来困难。

为了找到失效的根本原因，往往需要针对发动机测试产生的振动加速度载荷、温度载荷、压力载荷另外设计单独的测试方案。然后针对测试时的加速度功率谱密度(PSD)、温度载荷变化、压力载荷变化分别在振动测试台、温度交变测试台、压力交变测试台上进行单独的测试验证。以上验证除压力载荷外，其余验证过程周期长、费用高，验证过程复杂，验证方法不直观，对应性差。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种基于数字滤波和虚拟损伤的换热器失效原因测试方法，快速、高效、准确的分析评估换热器在发动机台架上各类疲劳载荷的虚拟损伤并进行量化对比，明确失效的根本原因。

为实现上述目的，本发明所设计的基于数字滤波和虚拟损伤的换热器失效原因测试方法，包括如下步骤：

A)传感器布置：通过对换热器进行有限元分析，结合同类产品售后失效经验，对换热器的工作条件进行评估，选取换热器应力集中的部位和易失效的部位为测点布置应变片，测量各测点在发动机测试时的应变信号ε，在换热器壳体上布置三方向振动加速度传感器，测量换热器在测试时的加速度时域信号g；

B)启动发动机进行测试，获取加速度时域信号g和各测点的应变信号ε；

C)通过对换热器在稳定的发动机测试循环时各测点的应变信号ε进行滤波和伪损伤计算，得到对应于相同虚拟循环测试应变载荷标准幅值ε_pseudo的热疲劳循环次数N_T和振动疲劳循环次数N_V，选取热疲劳循环次数N_T的最大值N_Tmax和振动疲劳循环次数N_V的最大值N_Vmax进行数值比较，若N_VmaxN_Tmax，则振动疲劳是本次发动机测试时换热器失效的主要原因，反之则热疲劳为主要失效原因，N_Vmax和N_Tmax对应的测点分别为振动疲劳薄弱点和热疲劳薄弱点。

优选地，所述步骤C)中，热疲劳载荷伪损伤计算包括如下步骤：