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基于虛擬模型的汽車(chē)電子可靠性及耐久性測(cè)試

針對(duì)質(zhì)量、可靠性、耐久性和車(chē)輛電氣/電子（E/E）系統(tǒng)的安全，傳統(tǒng)上要進(jìn)行反復(fù)的設(shè)計(jì)→試制→試驗(yàn)→修正周期試驗(yàn)，并經(jīng)過(guò)可靠性和耐久性增長(zhǎng)測(cè)試。每輪驗(yàn)證的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)計(jì)劃需要12～16周或以上的加速壽命試驗(yàn)（ALT）。其面臨的問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）汽車(chē)越來(lái)越多的E/E模塊，增加了供應(yīng)商的預(yù)算負(fù)擔(dān)。

（2）電動(dòng)汽車(chē)尺寸及質(zhì)量大的動(dòng)力模塊，導(dǎo)致測(cè)試的加速因子較低，每個(gè)測(cè)試周期延長(zhǎng)到5～6個(gè)月。

（3）達(dá)到疲勞極限產(chǎn)生的故障往往發(fā)生在壽命試驗(yàn)后期，因此需要進(jìn)行根本原因調(diào)查和解決問(wèn)題。建立新的原型零件模型，然后重復(fù)測(cè)試以驗(yàn)證存在的問(wèn)題，但這嚴(yán)重延長(zhǎng)了計(jì)劃周期和增加了預(yù)算。

為了應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，汽車(chē)制造商和E/E供應(yīng)商正在進(jìn)行耐久性模擬，并采取應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）環(huán)境進(jìn)行可靠性評(píng)估的解決方案。何時(shí)失效的可能性被轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)模型并集成到CAE模擬耐久性和可靠性的評(píng)估工具，其可確定一個(gè)設(shè)備的生命周期。

進(jìn)行CAE物理建模，結(jié)合失效機(jī)理的模型和使用的環(huán)境條件，對(duì)電子模塊的虛擬模型進(jìn)行耐久性仿真和動(dòng)態(tài)應(yīng)力分析，以識(shí)別故障執(zhí)行敏感性和計(jì)算行為的可靠性。通過(guò)CAE發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從而迅速采取措施降低成本，且不會(huì)影響項(xiàng)目計(jì)劃。采用PoF/RP分析（如有限元分析FEA）方法早已被應(yīng)用于應(yīng)力對(duì)強(qiáng)度干涉分析，這種方法能以更快的速度和更低的價(jià)格用于創(chuàng)建高度可靠、性能穩(wěn)定的產(chǎn)品。但是由于這種方法需要花費(fèi)大量的時(shí)間和極高的建立汽車(chē)電子模塊所需要的專業(yè)知識(shí)水平，因而限制了其應(yīng)用?，F(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出CAE應(yīng)用程序，并且能夠完成自動(dòng)失效可能性分析和允許非CAE專家進(jìn)行專家級(jí)評(píng)估。PoF應(yīng)用程序分析軟件是用于E/E的例子。

James G. McLeish et al. SAE 2014-01-0233.

編譯：李雪