CN102032992B - 一种扭转梁焊接总成疲劳度的分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种接近实际情况、可靠程度高的扭转梁焊接总成疲劳度的分析方法。本发明的扭转梁焊接总成疲劳度的分析方法首先通过车辆实地测试，采集扭转梁焊接总成上各主要受力点在各个试验场实际道路的载荷谱，同时利用标定扭转梁悬架系统及试验台架将传感器应力转化为台架驱动单元的输入力，并根据试验要求来确定试验次数，然后通过试验台架向待测扭转梁悬架系统的各受力点施加载荷，最后将台架试验结果反馈于数字模型的优化，该分析方法不仅可以大幅度节约项目费用，压缩开发周期，而且贴近于实际驾驶中的受力情况，因此分析结果更加准确。
Description
技术领域
本发明属于汽车测试技术领域，特别涉及到扭转梁焊接总成疲劳度的分析方法。
背景技术
扭转梁式后悬架具有操纵稳定性较好、便于布置、通过性好、结构简单可靠、性价比高、日常免维护等优点，但是该种扭转梁式悬架的开发，尤其是疲劳度的分析比较复杂，其相关的分析方法还不完善，可靠性还不是很高。
发明内容
本发明的目的是提出一种接近实际情况、可靠程度高的扭转梁焊接总成疲劳度的分析方法。
本发明的扭转梁焊接总成疲劳度的分析方法包括如下步骤：
A：利用CAE分析方法模拟扭转梁在整车中的受力情况，选择出应力集中区作为考察区域；
B：在样本扭转梁的考察区域粘贴传感器应变片，然后通过传感器应变片采集被测车辆的样本扭转梁在实际试验路况下的载荷谱；
C：将标定扭转梁悬架系统固定在试验台架上，并在标定扭转梁的考察区域粘贴与B步骤相同的传感器应变片，然后利用伺服设备对标定扭转梁进行加载，并用数据采集设备记录传感器应变片的输出电压值，从而得出加载力与传感器应变片的输出电压值的函数关系；
D：将待测扭转梁悬架系统固定在试验台架上，根据B步骤得到的样本扭转梁的载荷谱以及C步骤得到的加载力与传感器应变片的输出电压值的函数关系，控制伺服设备向待测扭转梁悬架系统施加测试力，进行测试；
E：根据测试结果对扭转梁的数字模型进行优化。
采用扭转梁式后悬架总成的车辆在行驶过程中所受到的力会通过车轮、悬架系统传到车身，通过采集扭转梁焊接总成上各主要受力点和区域的载荷谱，经过标定扭转梁悬架系统的当量转化，就可以形成待测扭转梁后悬架系统台架试验的输入参数和等效试验次数，从而使整个分析过程更加贴近于实际情况，分析结果更加可靠。
为使分析过程更加准确、完整，本发明对上述步骤提出进一步约束：
所述B步骤中，在样本扭转梁的拉压应力集中区域粘贴T型应变花，在扭转应力集中区域粘贴剪式应变花，在一维应力集中区域粘贴单轴应变片。
所述B步骤中的应变片的位置左右对称。
所述C步骤中，台架加载过程中的受力状态应保证和整车行驶时的受力状态一致。
所述C步骤中，要在满量程下反复加载、卸载3～5次，然后将额定量程分成五至十级反复加载、卸载3～5次，并读取相应的数值，再取平均值。
所述C、D步骤中，标定扭转梁悬架系统及待测扭转梁悬架系统的固定方法如下：将悬架系统的支架、弹簧和后减振器总成分别安装固定到台架上，将左、右制动器安装支架做为伺服设备的加力点。
所述D步骤中，测试次数T按照下列公式计算，T＝rd1/rd2，其中rd1为规定里程的实际路况对扭转梁焊接总成造成的总损伤值，rd2为预定的单次试验对扭转梁焊接总成的损伤值。
本发明的扭转梁焊接总成疲劳度的分析方法首先通过车辆实地测试，采集扭转梁焊接总成上各主要受力点在各个试验场实际道路的载荷谱，同时利用标定扭转梁悬架系统及试验台架将传感器应力转化为台架驱动单元的输入力，并根据试验要求来确定试验次数，然后通过试验台架向待测扭转梁悬架系统的各受力点施加载荷，最后将台架试验结果反馈于数字模型的优化，该分析方法不仅可以大幅度节约项目费用，压缩开发周期，而且贴近于实际驾驶中的受力情况，因此分析结果更加准确。
附图说明
图1是本发明的扭转梁焊接总成疲劳度的分析方法的流程示意图；
图2是本发明的扭转梁焊接总成疲劳度的分析方法中，扭转梁悬架的安装示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图来详细说明本发明。
实施例1：
如图1所示，本发明的扭转梁焊接总成疲劳度的分析方法包括如下步骤：
A：利用CAE分析方法模拟扭转梁在整车中的受力情况，选择出应力集中区作为考察区域；
B：在样本扭转梁的考察区域粘贴传感器应变片，然后通过传感器应变片采集被测车辆的样本扭转梁在实际试验路况下的载荷谱；
B步骤中，在样本扭转梁的拉压应力集中区域粘贴T型应变花，在扭转应力集中 区域粘贴剪式应变花，在一维应力集中区域粘贴单轴应变片；应变片的位置左右对称，应变片的电阻为350欧姆，以提高数据采集的精度。
在B步骤中对载荷谱采集设备的要求：1、具有多通道同步低电平模拟差分输入；2、具有数字滤波和模拟滤波功能(8阶Butterworth滤波)；3、桥压：5V或10V；4、电压范围：±1mV～±10V；5、采样频率：≥2kHz；6、分辨率：≥16位。
载荷谱采集设备可根据不同应力类型来选择不同的桥路与传感器应变片连接，以消除相互影响的因素。例如说：选择全桥与拉压载荷作用下的应力(汽车底盘中的转向横拉杆拉压力、球头销垂向力、稳定杆连接杆拉压力、减振器阻尼力、各种二力杆结构的导杆拉压力)区域中的传感器应变片连接；选择半桥与弯曲或扭转载荷作用下的应力(球头销纵向力、球头销侧向力、螺旋弹簧力或位移、稳定杆扭转位移或扭转扭矩、扭杆弹簧扭矩或扭转位移)区域中的传感器应变片连接。
在数据采集过程中，车辆装载质量应按GB/T 5910及GB/T 12674的规定，并测量和记录好每一种测量工况的车辆配置重量情况。
C：将标定扭转梁悬架系统固定在试验台架上，并在标定扭转梁的考察区域粘贴与B步骤相同的传感器应变片，应变片的通道名称、灵敏度系数、桥路系数、激励电压、量程等参数设置与B步骤中保持一致，然后在保证台架加载过程中的受力状态和整车行驶时的受力状态一致的情况下，利用伺服设备对标定扭转梁进行加载，并用数据采集设备记录传感器应变片的输出电压值，从而得出加载力与传感器应变片的输出电压值的函数关系；
为了减少滞后误差，要在满量程下反复加载、卸载3～5次，然后将额定量程分成五至十级反复加载、卸载3～5次，并读取相应的数值，再取平均值。
D：将待测扭转梁悬架系统固定在试验台架上，根据B步骤得到的样本扭转梁的载荷谱以及C步骤得到的加载力与传感器应变片的输出电压值的函数关系，控制伺服设备向待测扭转梁悬架系统施加测试力，进行测试；
如图2所示，在C、D步骤中，标定扭转梁悬架系统及待测扭转梁悬架系统的固定方法如下：将悬架系统的支架1、2、弹簧3、4和后减振器总成7、8分别安装固定到台架上，将左制动器安装支架5、右制动器安装支架6做为伺服设备的加力点。
D步骤中，测试次数T按照下列公式计算，T＝rd1/rd2，其中rd1为规定里程的实际路况对扭转梁焊接总成造成的总损伤值，rd2为预定的单次试验对扭转梁焊接总成 的损伤值。例如说，需要进行三万公里强化试验，而在实际路况中，65.87公里的里程对扭转梁焊接总成造成的损伤值为rd1，预定的65.87公里的里程对扭转梁焊接总成的损伤值为rd2，那么试验次数T＝rd1*455/rd2。
E：根据测试结果对扭转梁的数字模型进行优化。
Claims (7)
1.一种扭转梁焊接总成疲劳度的分析方法，其特征在于包括如下步骤：
A：利用CAE分析方法模拟扭转梁在整车中的受力情况，选择出应力集中区作为考察区域；
B：在样本扭转梁的考察区域粘贴传感器应变片，然后通过传感器应变片采集被测车辆的样本扭转梁在实际试验路况下的载荷谱；
C：将标定扭转梁悬架系统固定在试验台架上，并在标定扭转梁的考察区域粘贴与B步骤相同的传感器应变片，然后利用伺服设备对标定扭转梁进行加载，并用数据采集设备记录传感器应变片的输出电压值，从而得出加载力与传感器应变片的输出电压值的函数关系；
D：将待测扭转梁悬架系统固定在试验台架上，根据B步骤得到的样本扭转梁的载荷谱以及C步骤得到的加载力与传感器应变片的输出电压值的函数关系，控制伺服设备向待测扭转梁悬架系统施加测试力，进行测试；
E：根据测试结果对扭转梁的数字模型进行优化。
2.根据权利要求1所述的扭转梁焊接总成疲劳度的分析方法，其特征在于所述B步骤中，在样本扭转梁的拉压应力集中区域粘贴T型应变花，在扭转应力集中区域粘贴剪式应变花，在一维应力集中区域粘贴单轴应变片。
3.根据权利要求1或2所述的扭转梁焊接总成疲劳度的分析方法，其特征在于所述B步骤中的应变片的位置左右对称。
4.根据权利要求1所述的扭转梁焊接总成疲劳度的分析方法，其特征在于所述C步骤中，台架加载过程中的受力状态应保证和整车行驶时的受力状态一致。
5.根据权利要求1或4所述的扭转梁焊接总成疲劳度的分析方法，其特征在于所述C步骤中，要在满量程下反复加载、卸载3～5次，然后将额定量程分成五至十级反复加载、卸载3～5次，并读取相应的数值，再取平均值。
6.根据权利要求1所述的扭转梁焊接总成疲劳度的分析方法，其特征在于所述C、D步骤中，标定扭转梁悬架系统及待测扭转梁悬架系统的固定方法如下：将悬架系统的支架、弹簧和后减振器总成分别安装固定到台架上，将左、右制动器安装支架做为伺服设备的加力点。
7.根据权利要求1所述的扭转梁焊接总成疲劳度的分析方法，其特征在于所述D步骤中，测试次数T按照下列公式计算，T＝rd1/rd2，其中rd1为规定里程的实际路况对扭转梁焊接总成造成的总损伤值，rd2为预定的单次试验对扭转梁焊接总成的损伤值。
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