CN103512684A - 一种测量摆臂球头受力的方法 - Google Patents
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Abstract
一种测量摆臂球头受力的方法，首先将4个应变片分别等距离粘贴在摆臂球头的前后左右最大圆处，均与球头销的轴向平行；将前后两个应变片串联组成临边半桥，当摆臂球头承受车辆前后方向力作用时，可通过测量桥路的输出电压来测量摆臂球头X方向受力；左右两个应变片串联组成临边半桥，可测量摆臂球头Y方向受力；然后利用作动器对摆臂球头分别进行纵向和侧向加载并记录加载力，用数据采集设备记录相应应变，拟合得出应变和力的变化关系曲线；最后进行测量。本发明不需要专门的力传感器，成本比较低廉，且测量结果精确，可以对不同车型的各种类型摆臂球头的受力进行实车测量，通用性较高。
Description
技术领域
本发明属于汽车测试技术领域，具体涉及汽车悬架上的摆臂球头在汽车行驶过程的一种受力测量方法。
背景技术
摆臂球头是汽车悬架系统中连接摆臂与转向节的一个零部件，在汽车行驶过程中主要承受纵向力和侧向力的作用。在进行摆臂球头结构设计时，为了保证强度，就必须要知道其实际受力情况，这也是进行悬架系统设计分析时重要的输入载荷。
目前没有直接测量摆臂球头受力的方法，要得到摆臂球头在汽车行驶过程中的受力情况，必须先利用车轮六分力传感器测量得到车轮中心部位的受力，再利用CAE的手段将车轮中心部位的受力分解为摆臂球头的受力。
这种方法需要进口的车轮六分力传感器，不仅价格昂贵，测量不同车型也需要制作相应的车轮适配器，测试周期较长；测量结果需要进一步分解才能得到具体零部件的受力，也使得数据的准确性大打折扣。
发明内容
本发明提供一种直接测量摆臂球头受力的方法，可以在车辆行驶过程中直接测量汽车悬架上摆臂球头承受的X方向力（纵向、前后方向）和Y方向力（侧向、左右方向）。
本发明利用应变测量原理在测量摆臂球头的受力。其方法如下：
1、应变片设置：将4个应变片分别等距离粘贴在摆臂球头的前后左右最大圆处，均与球头销的轴向平行。前后两个应变片串联组成临边半桥，当摆臂球头承受车辆前后方向力作用时，一个应变片承受拉伸作用，其阻值增大，另一个应变片承受压缩作用，其阻值减小，两个应变片的阻值变化之差与桥路的输出电压和摆臂球头承受的X方向力均承线性关系，因此桥路的输出电压和摆臂球头承受的X方向力也承线性关系，即可通过测量桥路的输出电压来测量摆臂球头X方向受力；左右两个应变片串联组成临边半桥，按照同样的原理，即可测量摆臂球头Y方向受力。
2、标定：利用作动器对摆臂球头分别进行纵向和侧向加载并记录加载力，用数据采集设备记录相应应变，即同时记录两个方向的应变，以判断标定信号是否正常，将测得的应变值和记录的力进行拟合得出应变和力的变化关系曲线；
3、测量：将标定后的摆臂球头安装到待测车辆上，连接好数据采集设备后进行调试，调试完成后即可进行摆臂球头的受力测量。
本发明不需要专门的力传感器，成本比较低廉，且测量结果精确，可以对不同车型的各种类型摆臂球头的受力进行实车测量，通用性较高。
附图说明
图1是左摆臂球头贴片位置及应变片编号示意图；
图2是右摆臂球头贴片位置及应变片编号示意图；
图3是摆臂球头X方向接线方式示意图；
图4是摆臂球头Y方向接线方式示意图；
图中，1-应变片R1、2-应变片R2、3-应变片R3、4-应变片R4、5-左摆臂球头、6-右摆臂球头、7-红色桥压正极、8-绿色输出负极、9-黑色桥压负极。
具体实施方式
本发明的具体实施方式包括以下步骤：
A、准备工作：先用粗砂纸将要贴片的位置除去表面镀层，并打磨光滑；测量球头圆锥最大圆的直径，算出1/4弧长，用游标卡尺在圆锥面上将圆锥最大圆分为4个1/4圆弧，用划针将划分点痕迹加深；用细砂纸将划线后确定的四个贴片位置沿轴线45度角打磨，直到表面光滑为止；用镊子夹少量棉花沾酒精，沿一个方向擦洗贴片位置，更换棉花直到棉花上无污迹为止。
B、应变片粘贴：如图1-图2所示，将应变片R1、R2、R3、R4分别粘贴在左摆臂球头5上右摆臂球头6用同样的贴法分别贴四片应变片，用同样的原理和方法同时进行测试。应变片R1粘贴在左侧，应变片R2粘贴在前侧，应变片R3粘贴在右侧，应变片R4粘贴在后侧，所有应变片的电阻丝均与球头销的轴向平行。具体粘贴方法为：将挑选出来的应变片焊接面粘在透明胶带上，然后根据划线位置，应变片轴向定位线跟1/4圆弧划分点重合，确定定位准确后，揭起一端透明胶带，在应变片底部挤少量胶水，然后沿胶带揭起方向对应变片进行挤压，将多余胶水挤出，用手指按压2分钟。
C、焊接引线：按照图3所示，将应变片R2和R4串联组成临边半桥，具体连线方式为：应变片R2的一个引线连接红色桥压正极7，应变片R2、R4各有一个引线连接绿色输出负极8，应变片R4的一个引线连接黑色桥压负极9。将应变片R1和R3串联组成临边半桥，具体连线方式为：应变片R1的一个引线连接红色桥压正极7，应变片R1、R3各有一个引线连接绿色输出负极8，应变片R3的一个引线连接黑色桥压负极9。
D、标定：当摆臂球头承受车辆前后方向力作用时，应变片R2和R4中的一个应变片承受拉伸作用，其阻值增大，另一个应变片承受压缩作用，其阻值减小，两个应变片的阻值变化之差与桥路的输出电压和摆臂球头承受的X方向力均承线性关系，因此桥路的输出电压和摆臂球头承受的X方向力也承线性关系，即可通过测量应变片R2和R4组成的桥路输出电压来测量摆臂球头X方向受力；按照同样的原理，即可通过测量应变片R1和R3组成的桥路输出电压来测量摆臂球头Y方向受力；利用作动器对摆臂球头分别进行纵向和侧向加载并记录加载力，用数据采集设备记录相应应变（同时记录两个方向的应变，以判断标定信号是否正常，例：对X方向进行标定时，代表Y方向的应变值不应超过代表X方向应变值的10%），将测得的应变值和记录的力进行拟合得出应变和力的变化关系曲线。
E、测量：将标定后的摆臂球头安装到待测车辆上，连接好数据采集设备后进行调试，调试完成后即可进行摆臂球头的受力测量。
Claims (1)
1.一种测量摆臂球头受力的方法，所述方法包括：
（1）应变片设置：将4个应变片分别等距离粘贴在摆臂球头的前后左右最大圆处，均与球头销的轴向平行；将前后两个应变片串联组成临边半桥，当摆臂球头承受车辆前后方向力作用时，一个应变片承受拉伸作用，其阻值增大，另一个应变片承受压缩作用，其阻值减小，两个应变片的阻值变化之差与桥路的输出电压和摆臂球头承受的X方向力均承线性关系，因此桥路的输出电压和摆臂球头承受的X方向力也承线性关系，即可通过测量桥路的输出电压来测量摆臂球头X方向受力；左右两个应变片串联组成临边半桥，按照同样的原理，即可测量摆臂球头Y方向受力；
（2）标定：利用作动器对摆臂球头分别进行纵向和侧向加载并记录加载力，用数据采集设备记录相应应变，即同时记录两个方向的应变，以判断标定信号是否正常，将测得的应变值和记录的力进行拟合得出应变和力的变化关系曲线；
（3）测量：将标定后的摆臂球头安装到待测车辆上，连接好数据采集设备后进行调试，调试完成后即可进行摆臂球头的受力测量。
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