CN109425493A - 装运板车道路运输模拟器以及车辆道路运输模拟的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装运板车道路运输模拟器以及车辆道路运输模拟的方法。装运板车道路运输模拟器包括道路模拟试验机；用于固定车辆的装车平板；多个支撑连接件，用于连接所述装车平板与所述道路模拟试验机；以及加速度传感器，用于检测所述装车平板的加速度。通过根据本发明的装运板车道路运输模拟器，能够在试验室内复现装运板车运输车辆过程中的运动情况，在项目开发前期快速发现运输过程中车辆的疲劳失效、损伤及设计缺陷，改进车辆固定约束装置，优化车辆设计，减少甚至避免车辆运输过程的损伤。

Description

装运板车道路运输模拟器以及车辆道路运输模拟的方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体而言，涉及一种装运板车道路运输模拟器以及利用该装运板车道路运输模拟器进行车辆道路运输模拟的方法。

背景技术

整车厂将新车运输至全国各地的4s店，据统计，70%靠装运板车运输，而装运板车运输路线复杂，如何实现快速有效发现运输过程中车辆出现问题，是一个亟需解决的事情。CAE可实现装运板车运输过程中的部分模拟，但受限或无法完成车辆固定约束装置的评估，比如间隙评估，车身支架强度，液体漏液，紧固件扭矩，减震器漏液等问题。

在试验室内对整车进行道路运输模拟试验，是加速车型开发、提高产品质量的有效手段。特别是室内整车道路模拟试验由于试验重复性好，复现精度高，试验周期短，在汽车设计研发中越来越受青睐。运输道路模拟器作为汽车整车及零部件道路模拟试验的关键设备之一，通过室内对各车轮上再现道路随机振动环境，完成在道路激励作用下车辆的性能及疲劳耐久考核试验。

发明内容

本发明提出一种装运板车道路运输模拟器，其能够模拟车辆在装运板车运输过程中的运动。

根据本发明一个方面提出的装运板车道路运输模拟器，包括：道路模拟试验机；用于固定车辆的装车平板；多个支撑连接件，用于连接所述装车平板与所述道路模拟试验机；以及加速度传感器，用于检测所述装车平板的加速度。

根据本发明一个方面提出的利用根据本发明的装运板车道路运输模拟器进行车辆道路运输模拟的方法，包括以下步骤：a） 装运板车道路运输加速度信号采集及处理；b）装运板车道路运输模拟器试验台架搭建；c） 装运板车道路运输模拟器实车试验。

本发明的有益效果是：在试验室内复现装运板车运输车辆过程中的运动情况，在项目开发前期快速发现运输过程中车辆的疲劳失效、损伤及设计缺陷，改进车辆固定约束装置，优化车辆设计，减少甚至避免车辆运输过程的损伤。

附图说明

参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1显示了根据本发明一个实施方式的装运板车道路运输模拟器的结构示意图；

图2显示了根据本发明一个实施方式的装运板车道路运输模拟器的放大的局部爆炸图。

具体实施方式

根据本发明的一实施方式根据图1示出，其中可看出：装运板车道路运输模拟器100包括：道路模拟试验机110；用于固定车辆的装车平板120；多个支撑连接件130，用于连接所述装车平板120与所述道路模拟试验机110；以及加速度传感器140，用于检测所述装车平板120的加速度。通过使用根据本发明的装运板车道路运输模拟器100，能够在试验室内复现装运板车运输车辆过程中的运动情况，在项目开发前期快速发现运输过程中车辆的疲劳失效、损伤及设计缺陷，改进车辆固定约束装置，优化车辆设计，减少甚至避免车辆运输过程的损伤。

道路模拟试验机110例如为MTS 329 4DOF设备，其包括液压系统，机械系统，控制系统。所述的液压系统包含作动器、分油器、蓄能器、连接软管等；所述的机械系统包括连接杆件、球头、轴、轴承、轴瓦，衬套等；所述的控制系统包括电路板卡、系统电源、系统外壳、电缆及软硬件系统等。MTS 329 4DOF设备为MTS标准设备，因为装车平板120不涉及制动工况，所以须对该整套设备进行改造，剔除掉4个制动作动起连接输入，设备需运行正常，作为装运板车道路运输模拟器100的关键设备。

所述的装车平板120由两层构造，上层板121用于固定运输车辆，下层板122用于与MTS 329 4DOF设备连接。所述的装车平板120通过绑带固定轮胎模拟车辆安装状态。为减轻装车平板120重量，上层板121和下层板122材质均为铝合金，上层板121通过螺栓固定在下层板122的加强筋126上，更好固定轮胎的绑带挂钩，并且上层板121设置腰型孔123，以模拟实车装车平板120情况，腰型孔123可以用于固定捆绑轮胎的绑带挂勾，且开孔有利于上层板121的轻量化；下层板122为空腔结构，有利于轻量化，设计成倒梯形状，两侧面前左、前右、后左、后右位置设置4个圆柱形凸台124，分别与MTS 329 4DOF设备的4个轴头连接件连接，下层板122设有四组吊装螺栓孔125，供吊装使用。

如图2所示，支撑连接件130由内连接板131和外连接板132构成，为了保证连接强度和提高使用寿命，内连接板131为合金钢，外连接板132为铝合金，内连接板131一面与装车平板120圆柱形凸台124连接，另一面与外连接板132的内圈螺纹孔133连接，外连接板132的外圈螺纹孔与MTS 329 4DOF设备的轴头连接件连接，最终实现装车平板120与MTS 3294DOF连接。内连接板131开设6个螺纹孔，与装车平板120的圆柱形凸台124以及外连接板132的内圈螺纹孔133通过螺栓连接，外连接板132的外圈开设个20螺纹孔，与MTS 329 4DOF设备的轴头连接件通过定位螺栓连接。加速度传感器140包括固定于装车平板120的4个三向加速度传感器140，4个三向加速度作为装运板车道路运输模拟器100迭代的目标信号。支撑连接件130在未改变原有的道路模拟试验机110的主体的条件下，实现装车平板120与道路模拟试验机110的可靠连接。

加速度信号系统，主要包括固定于装车平板120两侧的4个三向加速度传感器140，以及附属电缆及控制器电路板卡。将信号通过MTS 329 4DOF控制器输送给RPC软件，作为复现装运板车道路模拟实验迭代的目标信号。

根据本发明的装运板车道路运输模拟器，可以实现垂向、侧向、纵向、侧翻、俯仰、偏转六个自由度运动，最大有效载荷2500kg，满载条件下模拟频率0-50Hz。装运板车道路运输模拟器100的具体的性能参数如表一所示。

表一

序号	项目	性能参数
			1	自由度	垂向、侧向、纵向、侧翻、俯仰、偏转
2	*最大有效载荷	≥2500kg
			3	模拟频率（满荷）	0-50Hz
4	装车平板尺寸	4800mm×2300mm
			5	纵向位移 X	≥±180mm
6	侧向位移 Y	≥±100mm
			7	垂向位移Z	≥±190mm
8	纵向速度 X	1130 mm/s
			9	侧向速度 Y	1100 mm/s
10	垂向速度Z	1250mm/s
			11	纵向加速度X（满载）	2.2g
12	侧向加速度Y（满载）	2.5g
			13	垂向加速度Z（满载）	3g
14	迭代误差（满载）	RMS± 5%

根据本发明的一实施方式，利用前述的任意一项或多项实施方式的装运板车道路运输模拟器进行车辆道路运输模拟的方法，包括以下步骤：a） 装运板车道路运输加速度信号采集及处理；b） 装运板车道路运输模拟器试验台架搭建；c） 装运板车道路运输模拟器实车试验。

根据本发明的一实施方式，在步骤a）中进行以下步骤：运输路线选取，加速度位置选取，加速度信号剔除，加速度能量统计及幅值统计分析。具体步骤是：根据整车生产基地及仓库位置，选取常用及典型运输路线；选择实际装运板车运动最剧烈的上层平板最后排一辆车为考核对象，采集该处装车平板的前左、前右、后左、后右4个位置三向加速度信号，在选取的典型运输路线进行信号采集，得到足够的样本点；对获得的加速度信号，因不同卡车尺寸不一样，对采集到的加速度信号需要进行加速度变换计算，统一到同一个坐标系中（本发明中以装运板车运输模拟器上4个三向加速度传感器位置为参考坐标系），然后进行能量统计和穿级计数，作为基准信号，为了加速试验，剔除能量贡献量较小信号，作为编辑信号，实现4个三向加速度12个通道的编辑信号与基准信号穿级计算95%分位线一致。

根据本发明的一实施方式，在步骤b）中进行以下步骤：车辆固定，以及装运板车道路运输模拟器的系统控制模式设置。具体步骤是：装车平板通过吊钩吊装，再吊装被测试的运输车辆，通过绑带固定车辆轮胎，绑带两端挂钩固定在上层板的开槽通孔中，将车辆固定在装车平板上。装车平板前左、前右、后左、后右位置安装三向加速度传感器，将各条路线的编辑信号作为迭代目标信号；控制模式既要模拟出装车平板的真实运动姿态，又要保证运输模拟装车平板的内力不能过大，为防止平板被开裂，MTS 329 4DOF在剔除掉4个制动后，利用12个驱动，其中5个力控制模式，7个位移控制模式，力控制模式主要包括：左侧纵向力对压、右侧纵向力对压、平面扭转、前侧侧向力对压、后侧侧向力对压；位移控制模式主要包括：纵向移动、前侧侧向移动、后侧侧向移动、垂向运动、侧倾运动、俯仰运动、对扭运动。装运板车道路运输模拟器的系统控制模式设置具体如表二所示。

表二

序号	驱动名称	控制模式	说明
				1	左侧纵向力对压	力	控制平板纵向内力
2	右侧纵向力对压	力	控制平板纵向内力
				3	平面扭转	力	控制平板扭转内力
4	前侧侧向力对压	力	控制平板侧向内力
				5	后侧侧向力对压	力	控制平板侧向内力
6	纵向移动	位移	控制平板纵向位移
				7	前侧侧向移动	位移	控制平板侧向位移
8	后侧侧向移动	位移	控制平板侧向位移
				9	垂向移动	位移	控制平板垂向位移
10	侧倾运动	位移	控制平板侧倾位移
				11	俯仰运动	位移	控制平板俯仰位移
12	对扭运动	位移	控制平板对扭位移

根据本发明的一实施方式，在步骤c）中进行以下步骤：装运板车道路运输模拟器的模型求解，目标信号迭代，驱动信号生成，最终驱动信号循环次数生成，以及车辆试验。具体步骤是：给定一个白噪声激励信号，测出装车平板4个三向加速度及上表中5个内力作为响应信号，求解系统模型；然后利用MTS RPC软件对迭代目标信号进行迭代，获得运输模拟器的驱动信号，使运输模拟器的装车平板在此驱动信号的激励下所产生的加速度响应与实际数采时的响应（相应于编辑信号）一致；再分别算出基准信号95%分位的能量以及迭代最终响应信号的能量，其比值即为耐久试验的循环次数，以该循环次数进行车辆试验。观察车辆状况，特别是疲劳失效、损伤及设计缺陷等情况，从而有利于改进车辆固定约束装置，优化车辆设计，减少甚至避免车辆运输过程的损伤。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。

Claims (17)

1.一种装运板车道路运输模拟器（100），其特征在于，包括：

道路模拟试验机（110）；

用于固定车辆的装车平板（120）；

多个支撑连接件（130），用于连接所述装车平板（120）与所述道路模拟试验机（110）；以及

加速度传感器（140），用于检测所述装车平板（120）的加速度。

2. 根据权利要求1所述的装运板车道路运输模拟器（100），其特征在于，所述装车平板（120）包括：

上层板（121），用于固定车辆；以及

下层板（122），用于与所述道路模拟试验机（110）连接。

3.根据权利要求2所述的装运板车道路运输模拟器（100），其特征在于，在所述上层板（121）上设有多个腰型孔（123）用于固定车辆。

4.根据权利要求2所述的装运板车道路运输模拟器（100），其特征在于，在所述下层板（122）上设有加强筋（126），所述上层板（121）通过所述加强筋（126）与所述下层板（122）固定。

5.根据权利要求4所述的装运板车道路运输模拟器（100），其特征在于，所述下层板（122）构造成空腔结构。

6.根据权利要求2所述的装运板车道路运输模拟器（100），其特征在于，在所述下层板（122）上设有多个吊装螺栓孔（125）。

7.根据权利要求2所述的装运板车道路运输模拟器（100），其特征在于，在所述下层板（122）上设有4个凸台（124），用于与所述道路模拟试验机（110）连接。

8. 根据权利要求7所述的装运板车道路运输模拟器（100），其特征在于，所述支撑连接件（130）包括：

内连接板（131），其与所述凸台（124）连接；以及

外连接板（132），其与所述道路模拟试验机（110）的轴头连接件连接。

9.根据权利要求8所述的装运板车道路运输模拟器（100），其特征在于，所述内连接板（131）为合金钢，所述外连接板（132）为铝合金。

10.根据权利要求8所述的装运板车道路运输模拟器（100），其特征在于，设置所述外连接板（132）的内圈螺纹孔（133）用于与所述内连接板（131）连接。

11.利用根据权利要求1至10中任意项所述的装运板车道路运输模拟器进行车辆道路运输模拟的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a） 装运板车道路运输加速度信号采集及处理；

b） 装运板车道路运输模拟器试验台架搭建；

c） 装运板车道路运输模拟器实车试验。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤a）中进行以下步骤：运输路线选取，加速度位置选取，加速度信号剔除，加速度能量统计及幅值统计分析。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤b）中进行以下步骤：车辆固定，以及装运板车道路运输模拟器的系统控制模式设置。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在设置装运板车道路运输模拟器的系统控制模式时，利用5个力控制模式和7个位移控制模式。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述力控制模式包括：左侧纵向力对压、右侧纵向力对压、平面扭转、前侧侧向力对压、后侧侧向力对压。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述位移控制模式包括：纵向移动、前侧侧向移动、后侧侧向移动、垂向运动、侧倾运动、俯仰运动、对扭运动。

17.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤c）中进行以下步骤：装运板车道路运输模拟器的模型求解，目标信号迭代，驱动信号生成，最终驱动信号循环次数生成，以及车辆试验。