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方坑測試知多少：從沖擊載荷到失效模式的工程驗(yàn)證

2025-06-02 11:48:11·  來源：何以CAE  
　

在耐久試驗(yàn)場地中，車輛需完成一段方坑工況測試，其是汽車開發(fā)中“暴力但必要”的環(huán)節(jié)，通過極端工況暴露潛在問題，確保車輛在全生命周期內(nèi)具備可靠的耐用性和安全性。

1、試驗(yàn)車輛如何進(jìn)行方坑測試？

以某型方坑測試為例，大致執(zhí)行步驟如下：

1、初始狀態(tài)：車輛從起點(diǎn)出發(fā)，準(zhǔn)備進(jìn)入方坑測試循環(huán)；

2、輕加速：輕踩油門加速駛向方坑，從靜止或低速加速至 40km/h；

3、保持勻速：保持油門開度穩(wěn)定，40km/h通過方坑；

4、輕減速：輕踩剎車從40km/h降至 25km/h，減速駛離。

試驗(yàn)中，方坑測試也會與其他路面進(jìn)行組合，如比利時(shí)路等路面。

圖片

（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

2、方坑到底長啥樣呢？

以某試驗(yàn)場耐久測試中方坑為例，給大家介紹下，方坑形狀和尺寸如下：

入坑側(cè)：長斜坡（114.3 cm / 45英寸 

坑底：水平段（30.5 cm / 12英寸 

出坑側(cè)：短斜坡（38.1 cm / 15英寸

坑深：12.7 cm / 5英寸（垂直深度），直接影響方坑的強(qiáng)度等級

坑寬：91.4cm/36英寸


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3、車輛如何承受住方坑考驗(yàn)?zāi)兀?/span>

為評估方坑測試中載荷對車輛的沖擊，研發(fā)工程師需進(jìn)行強(qiáng)度仿真校核。

1、模型準(zhǔn)備

可在整車碰撞模型基礎(chǔ)上移除輪胎和懸架系統(tǒng)，聚焦車身結(jié)構(gòu)響應(yīng)。

施加載荷：在方坑沖擊區(qū)域施加動態(tài)載荷（模擬車輪跌落沖擊）。注意設(shè)置動態(tài)坐標(biāo)系，確保載荷方向與車輛實(shí)際運(yùn)動方向一致。

圖片

2. 調(diào)試與計(jì)算


  • 調(diào)試模型：檢查質(zhì)量縮放比例和能量平衡（避免數(shù)值失真）。
  • 計(jì)算求解：LS-DYNA或Abaqus。


    • 3. 結(jié)果提取與驗(yàn)證


  • 位移曲線：獲取關(guān)鍵測點(diǎn)的位移-時(shí)間數(shù)據(jù)。
  • 塑性變形：評估結(jié)構(gòu)是否發(fā)生永久變形（如鈑金件屈曲）。


    • 4、結(jié)果評價(jià)


    工況

    位置

    評價(jià)指標(biāo)

    目標(biāo)

    Pothole # Strength

    Front/Rear structure - Z

    Permanent Set@Z

    <4mm

    Front/Rear structure - Y

    Permanent Set@Y

    <2mm

    structure

    Plastic Strain

    <5%


    位移評價(jià)


  • 基于相對坐標(biāo)系，選取多個(gè)點(diǎn)取平均值。


    • 圖片

    應(yīng)變評價(jià)


  • 通過應(yīng)變判斷鈑金失效，通過焊點(diǎn)力判斷焊點(diǎn)失效。


    • 圖片

    作者：何以CAE

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