基于路谱等效转换PSD的新能源汽车集成式电源管理模块支架振动疲劳分析与试验研究
Vibration fatigue analysis and test verification of ODP bracket for new energy vehicle based on road spectrum equivalent conversion PSD
- 机械强度 2026年48卷第2期 页码：105-119
- 作者机构：
吉利汽车研究院（宁波）有限公司 中央研究院，宁波 315336
- 作者简介：
ZENG Weihe, E-mail: weihezeng1991@163.com
- 基金信息：
DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2026.02.013
中图分类号： U462.3+6收稿：2024-06-29，
纸质出版：2026-02-15
- 稿件说明：
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曾维和，苟黎刚，陈海潮，等. 基于路谱等效转换PSD的新能源汽车集成式电源管理模块支架振动疲劳分析与试验研究［J］. 机械强度，2026，48（2）：105-119.
ZENG Weihe，GOU Ligang，CHEN Haichao，et al. Vibration fatigue analysis and test verification of ODP bracket for new energy vehicle based on road spectrum equivalent conversion PSD［J］. Journal of Mechanical Strength，2026，48（2）：105-119.
曾维和，苟黎刚，陈海潮，等. 基于路谱等效转换PSD的新能源汽车集成式电源管理模块支架振动疲劳分析与试验研究［J］. 机械强度，2026，48（2）：105-119. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2026.02.013.
ZENG Weihe，GOU Ligang，CHEN Haichao，et al. Vibration fatigue analysis and test verification of ODP bracket for new energy vehicle based on road spectrum equivalent conversion PSD［J］. Journal of Mechanical Strength，2026，48（2）：105-119. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2026.02.013.
摘要
目的
2
针对某新能源车在道路耐久试验中集成式车载电源管理模块（简称为ODP）支架发生的疲劳开裂问题，建立一套从材料特性测试到整车路谱等效转换的完整振动疲劳分析与验证体系。
方法
2
首先，测试了DC01和B280VK材料的应变-寿命数据，拟合了Manson-Coffin-Basquin模型参数；其次，采集了实车路谱加速度激励，基于损伤等效原理将其加速转换为三向等效强化功率谱密度（Power Spectrum Density
PSD）；再次，利用频率响应法（频域法）和Dirlik概率密度函数计算了支架随机振动疲劳损伤；最后，通过台架加速振动试验及整车道路耐久试验验证了所提优化方案。
结果
2
研究表明，初始支架方案最大损伤值为1.90，超出临界值，且失效位置预测与实车一致。结构局部强化及更换B280VK材质后，最大损伤降至0.10，疲劳安全系数由低于1.0提升至10.0。台架24 h加速试验与整车31 490 km耐久路试均未出现裂纹，证明了所提等效转换与优化方法的有效性。
Abstract
Objective
2
This study aims to solve the fatigue cracking problem of integrated power management module (ODP) brackets in new energy vehicles during endurance testing by establishing a comprehensive vibration fatigue simulation and verification framework.
Methods
2
Low-cycle strain fatigue behaviors of DC01 and B280VK materials were characterized using the Manson-Coffin-Basquin model. Time-domain acceleration road spectra were collected and accelerated into equivalent power spectrum density (PSD) based on the equivalent damage principle. Finite element models were constructed to analyze stress frequency response
and random vibration fatigue damage was calculated using Dirlik probability density functions and Miner's rule.
Results
2
The results indicate that the initial design's maximum damage reaches 1.90
far exceeding the failure threshold of 1.0
with the predicted risk area matching the actual failure site. After structural reinforcement and material upgrading to B280VK
the maximum damage decreased to 0.10 and the fatigue safety factor increased to 10.0. The improved design successfully passed the 24 h accelerated bench test and 31 490 km vehicle road durability test without any visible fatigue cracks
confirming that the proposed method effectively mitigates vibration fatigue risks in the vehicle body domain.
关键词
Keywords
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