告别简化载荷块：通用汽车如何用真实全路谱，实现橡胶衬套寿命的精准预测？

在汽车底盘橡胶衬套的耐久性开发中，工程师长期面临一个核心矛盾：

台架试验或仿真分析中使用的简化载荷块（Block Cycle），能否真正复现车辆在复杂路况下承受的真实多轴载荷？

传统的简化方法依赖经验判断，不仅可能遗漏关键损伤载荷段，更无法精确复现真实的失效模式，尤其是考虑到橡胶材料的非线性力学性能和非线性损伤累积特性，采用基于传统经验方法得到的简化路谱载荷预测橡胶衬套的疲劳寿命，可能和实测结果有巨大差异。随着计算能力的提升，直接采用全时程、多通道的真实路谱数据进行仿真，已成为可能且必要的前沿方向。

SLA 型衬套在 FY 载荷最大（顶部）与最小（底部）工况下的最大主应变（NE – P1）云图。直接仿真结果（左）与通过 Endurica EIE 插值所得结果（右）高度吻合。

基于全细节路谱的汽车底盘橡胶部件耐久性仿真工作流，其可行性与巨大价值已获得工业级验证。Endurica 与通用汽车（GM）、Tenneco 的工程师在SAE International Journal上联合发表的成果，系统展示了这一先进方法的可靠性。

乘坐舒适型衬套在 FY 载荷最大（顶部）与最小（底部）工况下的最大主应变（NE – P1）云图。直接仿真结果（左）与通过 Endurica EIE 插值所得结果（右）高度吻合。

研究核心：

当路谱数据不再“被简化”

PART

本研究聚焦于两款填充天然橡胶副车架衬套。研究人员没有将其承受的载荷简化为几个代表性的循环，而是直接采用了在11种不同典型驾驶工况下（如不同路面、操控动作），通过六分力传感器在原型车上实测得到的多通道（X, Y, Z方向力与力矩）全时程路谱数据。

耐久性试验工况信息统计表

这些数据量极大，单个历史文件往往包含数百万甚至上千万个时间步。过去，处理如此庞大的数据并完成精确的疲劳寿命计算是难以想象的。

Endurica EIE：

连接真实载荷与有限元模型的桥梁

PART

研究团队运用了Endurica EIE（非线性载荷映射工具）构建了一套高效、精确的载荷谱特征提取与简化计算工作流：

构建载荷-响应映射关系

首先，Endurica EIE针对原始载荷谱特征，构建用于有限元仿真的必要特征载荷路径，这一过程将原本由成千上万个时序载荷点组成的载荷谱，简化为少量用于有限元仿真的特征载荷路径，然后借助有限元分析，计算出衬套在整个多维载荷空间中所有特征载荷路径上的点对应的应力-应变响应。

全时程数据插值

随后，Endurica EIE 扮演了“实时翻译器”的角色。它将实测的、连续变化的六通道路谱数据，实时映射并插值为有限元模型每一个单元积分点上的全时程应力-应变响应。

精准损伤计算

基于这些高保真的应力-应变响应历程，再通过Endurica CL疲劳求解器和Endurica DT损伤累积求解器，按发生顺序计算所有11种驾驶事件造成的累积损伤，并预测出衬套的疲劳寿命分布。在论文的结果章节中，通过比较插值得到的应变历程与寿命分布云图，与未经插值的直接计算结果进行对比，验证了整套技术方法的有效性。