本发明涉及车辆疲劳耐久性分析，尤其涉及一种考虑振动频率的重型汽车驾驶室疲劳耐久分析方法。
背景技术：
1、随着汽车工业的发展，汽车在行驶过程中所受的绝大部分载荷时循环动态随机载荷，产生动态应力，引起疲劳损伤，当损伤积累到一定程度时就会发生疲劳开裂。商用车驾驶室是车辆的重要组成部分，是司乘人员工作和生活的区域，其结构直接关系到工作效率、人员的安全和健康，而重型汽车行驶路况更为复杂，存在煤矿道路和矿场道路、砂石道路，相对高速路与二级路更为恶劣，因此驾驶室研发变得越发重要；当前驾驶室的疲劳耐久验证方法主要为物理样车可靠性验证和虚拟仿真可靠性验证。
2、如现有技术一，公开号cn202210859871名称为“一种商用车驾驶室疲劳耐久性分析方法及系统”的专利申请，该方法动应力历程与加载点的载荷始终没有相位差，且成正比，无法考虑激励频率和阻尼的影响，尤其是当前白车身一阶频率较低的情况下，无法考虑共振的影响，对于仿真准确度影响较大；
3、又如现有技术二，公开号cn202110610379名称为“一种基于测试和有限元仿真的客车后视镜疲劳耐久分析方法”的专利申请，该方法基于模态频响分析，利用实测加速度转换成psd谱来开展后视镜疲劳耐久分析。对于车辆中的悬挂件，通常采用单点激励，用上述方法分析效率与结果可靠性较高，但是对于工况更为复杂的非悬挂件，存在m个激励点n个加载方向的情况，通常需要构建m*n的psd矩阵，内存要求高、分析效率低，且结果可靠性待论证。
技术实现思路
1、为解决现有技术中的不足，本发明提出一种考虑振动频率的重型汽车驾驶室疲劳耐久分析方法，解决驾驶室疲劳耐久分析中频率、阻尼及多激励点多方向信号同时作用的问题。
2、为了解决上述背景技术中的问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：
3、一种考虑振动频率的重型汽车驾驶室疲劳耐久分析方法，包括以下步骤：
4、s1：基于几何模型，建立整备驾驶室仿真模型；通过测试整备驾驶室的质心及质量，修正整备驾驶室仿真模型；
5、s2：基于整备驾驶室仿真模型，完成模态分析；通过对整备驾驶室开展模态测试，得到固有频率、阵型及阻尼比；将修正后的驾驶室仿真模型与模态测试数据进行对标，调整驾驶室仿真模型至偏差满足目标需求；输出模态应力及焊点节点力；
6、s3：采集悬置安装点加速度信号，并进行数据处理，转换为位移信号，作为疲劳仿真输入；
7、s4：基于整备驾驶室仿真模型，在悬置安装点施加x、y、z向强制位移，完成瞬态分析，输出模态坐标；
8、s5：根据模态应力、模态坐标、s-n曲线建立疲劳耐久分析流程，计算驾驶室零件及各焊点的损伤；
9、s6：基于仿真结果对驾驶室进行评价，如果损伤值大于评价值，则进行结构优化。
10、进一步的，所述s1中整备驾驶室仿真模型为基于几何模型，通过hyperworks软件进行建立，包括以下步骤：
11、s1-1，划分驾驶室零件的网格模型，所述零件包括白车身、导流罩、卧铺、高架箱、前面罩、座椅、工具箱、仪表台、车门；
12、s1-2，建立连接，所述连接包括焊点、焊缝及胶粘；所述焊点采用acm焊进行建立；
13、s1-3，分别赋予各零件的材料属性；
14、s1-4，分别赋予卧铺、高架箱、座椅基于实际需求的配重；
15、s1-5，测试驾驶室重量、质心及转动惯量；
16、s1-6，修正驾驶室仿真模型，使其与测试结果一致。
17、进一步的，所述s2中模态分析为，基于有限元模型，建立模态分析工况，输出模态频率，其模态求解方程为：
18、；
19、其中，[k]为刚度矩阵，[m]为质量矩阵，为特征频率，为模态阵型矢量；
20、所述通过对整备驾驶室开展模态测试，得到固有频率、阵型及阻尼比为：
21、通过激振法对整备驾驶室开展模态测试，测试整备驾驶室总成骨架的主要整体模态及整备驾驶室总成的主要局部模态，获取模态频率、对应的阻尼比及相关阵型；
22、所述将修正后的驾驶室仿真模型与模态测试数据进行对标，调整驾驶室仿真模型至偏差满足目标需求为：
23、通过对驾驶室模态测试结果和驾驶室仿真模态结果对比分析，调整有限元模型使试验与仿真结果偏差至5%以内；
24、所述输出模态应力及焊点节点力为：在模态分析中输出模态应力、焊点节点力；创建驾驶室各零件set，创建焊点节点set；创建焊点单元set。
25、进一步的，所述s3中采集悬置安装点加速度信号为：
26、分别获取多个实际路况下驾驶室悬置安装点的振动加速度信号；采用实际整车道路耐久试验规范进行试验，在各种试验路面下采集各振动加速度传感器采集的信号，即各个路况下x向、y向、和z向的时域信号。
27、进一步的，所述s3中转换为位移信号的方法为：
28、首先对加速度信号进行去零漂处理；
29、然后对处理后的加速度信号进行二次积分得到位移信号；
30、接着将位移信号进行高通滤波处理，去除信号积分造成的低频零漂，得到振动位移。
31、进一步的，所述s4包括：
32、将振动相应的物理坐标转换为模态坐标
33、{u}=[]{ξ}；
34、式中，{u}为各节点位移列阵，[]模态阵型矩阵，{ξ}为模态坐标列阵；
35、动力学方程为：
36、[]{}+[]{}+[{u}=；
37、式中[]=[m],[]为模态质量矩阵；[]=[c],[]为模态阻尼矩阵；[]=[k],[]为模态刚度；=，为模态外激励；{}为各节点加速度列阵；{}为各节点速度列阵；
38、模态截断：截取覆盖振动能量的低阶段模态，截取的模态频率设置为50hz。
39、进一步的，所述s5具体为：
40、基于线性疲劳损伤累计理论，根据应力幅值的循环，通过s-n曲线得到应力幅值下可经历的寿命n，在应力幅值作用下，经过一个循环产生的损伤为：
41、d=1/n
42、如果有n个应力幅值下的循环，则n个循环产生的为损伤为：
43、d=n/n
44、在变幅循环载荷作用下，经过雨流计数得到m个不同应力幅值下循环产生的损伤为：
45、；
46、。
47、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
48、通过建立整备驾驶室仿真模型，考虑振动过程中频率、阻尼的影响，利用模态分析中的模态应力及焊点节点力、瞬态分析中的模态坐标，获取更加准确的驾驶室疲劳耐久仿真分析结果及焊点失效结果；使用本发明所述的分析方法对于试验预测的准确度，更加直接，更加便捷，更加迅速；可利用实车采集加速度信号直接转化为位移，无需开展虚拟迭代，可根据恶劣路面需求采集，更加便于驾驶室疲劳开裂问题的解决。
1.一种考虑振动频率的重型汽车驾驶室疲劳耐久分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑振动频率的重型汽车驾驶室疲劳耐久分析方法，其特征在于，所述s1中整备驾驶室仿真模型为基于几何模型，通过hyperworks软件进行建立，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的考虑振动频率的重型汽车驾驶室疲劳耐久分析方法，其特征在于，所述s2中模态分析为，基于有限元模型，建立模态分析工况，输出模态频率，其模态求解方程为：
4.根据权利要求1所述的考虑振动频率的重型汽车驾驶室疲劳耐久分析方法，其特征在于，所述s3中采集悬置安装点加速度信号为：
5.根据权利要求1所述的考虑振动频率的重型汽车驾驶室疲劳耐久分析方法，其特征在于，所述s3中转换为位移信号的方法为：
6.根据权利要求1所述的考虑振动频率的重型汽车驾驶室疲劳耐久分析方法，其特征在于，所述s4包括：
7.根据权利要求1所述的考虑振动频率的重型汽车驾驶室疲劳耐久分析方法，其特征在于，所述s5具体为：
