CN114486131A - 空气弹簧囊皮的刚度测量方法、系统及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空气弹簧囊皮的刚度测量方法、系统及存储介质，其方法包括：在活塞拉杆结构的拉杆一端施加不同大小的载荷，带动囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸，在所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸过程中，采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移和力值，根据所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移和力值，计算得到位移变化值和力值变化值，基于所述位移变化值和力值变化值计算所述空气弹簧囊皮的刚度。本发明所需步骤少，无需进行复杂的操作处理，能够简单快速测量空气弹簧囊皮的刚度。

Description

空气弹簧囊皮的刚度测量方法、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及车辆工程领域，尤其涉及一种空气弹簧囊皮的刚度测量方法、系统及存储介质。
背景技术
汽车在坎坷不平的路面上行驶时，整个车及车内乘员都会受到一定的冲击力，空气弹簧可以在一定程度上吸收这种冲击，车辆行驶过程中合适的空气弹簧刚度有利于提高驾驶舒适性和操控稳定性。
空气弹簧的工作刚度包括两部分：空气刚度和囊皮刚度，空气刚度可由空气热力学和空气动力学计算得到。现有的测量空气弹簧工作过程中纯囊皮刚度的方法步骤多且操作复杂，如果能够简单快速计算出在空气弹簧工作过程中囊皮对刚度的贡献，对空气弹簧结构设计、囊皮选材和囊皮成型工艺具有重要意义。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种空气弹簧囊皮的刚度测量方法、系统及存储介质，旨在简化步骤流程，简易快捷测量出囊皮结构在空气弹簧工作过程中的刚度。
为实现上述目的，本发明实施例提出一种空气弹簧囊皮的刚度测量方法，所述方法应用于测量空气弹簧的囊皮刚度的测量系统，所述测量系统包括：套设在所述空气弹簧的囊皮上的活塞拉杆结构，所述方法包括：
在所述活塞拉杆结构的拉杆一端施加不同大小的载荷，带动所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸；
在所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸过程中，采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移和力值；
根据所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移和力值，计算得到位移变化值和力值变化值；
基于所述位移变化值和力值变化值计算所述空气弹簧囊皮的刚度。
可选地，所述活塞拉杆结构中的活塞外轮廓为预设样条曲线的形状。
可选地，在所述活塞拉杆结构的拉杆一端施加不同大小的载荷，带动所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸的步骤包括：
通过与所述活塞拉杆结构中的拉杆连接的试验机，在所述活塞拉杆结构的拉杆一端以不同的频率施加不同大小的载荷，带动所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸，所述试验机上设有用于调节振动频率、速率的操作界面。
可选地，所述在所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸过程中，采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个力值的步骤包括：
通过设置在所述活塞拉杆结构中的拉杆一端的力传感器采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个力值，或者通过与所述活塞拉杆结构中的拉杆连接的试验机获得所述囊皮在不同振幅和频率下的多个力值。
可选地，所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸过程中，采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移的步骤包括：
通过设置在所述测量系统的外筒外缘的位移测量设备采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移。
可选地，所述通过设置在所述测量系统的外筒外缘的位移测量设备采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移的步骤包括：
通过所述位移测量设备检测到所述囊皮的形变，基于所述囊皮的形变，采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移。
可选地，所述的位移测量设备为激光引申仪或者DVT设备。
可选地，所述基于所述位移变化值和力值变化值计算所述空气弹簧囊皮的刚度的步骤包括：
计算所述力值变化值与位移变化值的比值，得到所述空气弹簧囊皮的刚度。
此外，本发明实施例还提出一种空气弹簧囊皮的刚度测量系统，所述系统包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的空气弹簧囊皮的刚度测量程序，所述空气弹簧囊皮的刚度测量程序被所述处理器执行时实现如上所述的空气弹簧囊皮的刚度测量方法的步骤。
此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有空气弹簧囊皮的刚度测量程序，所述空气弹簧囊皮的刚度测量程序被处理器执行时实现如上所述的空气弹簧囊皮的刚度测量方法的步骤。
本发明实施例提出的一种空气弹簧囊皮的刚度测量方法、系统及存储介质，通过在活塞拉杆结构的拉杆一端施加不同大小的载荷，带动所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸；在所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸过程中，采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移和力值；根据所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移和力值，计算得到位移变化值和力值变化值；基于所述位移变化值和力值变化值计算所述空气弹簧囊皮的刚度。由此，通过上述方案，只需要在拉杆一端施加载荷，采集位移和力值就能够计算出空气弹簧囊皮的刚度，简化步骤流程，简单快速测量出囊皮刚度。
附图说明
图1为本发明实施例涉及的囊皮测量系统的试验结构示意图；
图2为本发明空气弹簧囊皮的刚度测量方法第一实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的主要解决方案是：在活塞拉杆结构的拉杆一端施加不同大小的载荷，带动所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸；在所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸过程中，采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移和力值；根据所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移和力值，计算得到位移变化值和力值变化值；基于所述位移变化值和力值变化值计算所述空气弹簧囊皮的刚度。由此，通过上述方案，只需要在拉杆一端施加载荷，采集位移和力值就能够计算出空气弹簧囊皮的刚度，简化步骤流程，简单快速测量出囊皮的刚度。
本发明实施例考虑到，现有相关方案中，测量空气弹簧中囊皮刚度的步骤较多且操作流程复杂，不能直接获得囊皮的刚度。
因此，本发明实施例提出解决方案，可以实现简化步骤流程，简单快捷测量出空气弹簧中囊皮的刚度。
具体地，请参照图1，图1为本发明实施例涉及的囊皮测量系统的试验结构示意图。
所述囊皮测量系统，包括：试验结构、作动系统以及固定系统。其中作动系统只要是可以循环往复拉伸压缩、作动频率、速率可调即可。空气弹簧的低频和高频特性差异较大，速率体现的是频率，作动系统需要频率、振幅都可调，其中，作动系统可以为试验机。固定系统的作用是固定试验结构，所以固定系统需要满足在试验过程中不会晃动，保证其稳定性即可，本实施例对此不限定。
如图1所示，所述囊皮测量系统的试验结构具体包括：背盖板1，一号外筒2，一号囊皮3，一号夹紧环4，二号外筒5，二号囊皮6，拉杆导向桶7，力传感器8，一号活塞9，二号夹紧环10，拉杆11，换气阀12，三号夹紧环13，中位套14，四号夹紧环15，二号活塞16，位移测量装置固定环17。
其中，背盖板1一端固定在固定系统上，连接方式可以是螺钉或者过盈配合，另一端和一号外筒2通过螺纹配合连接，这样一方面是为了配合紧密，一方面是为了保证便于更换和安装试样(囊皮)。一号囊皮3、一号活塞9和二号囊皮6、二号活塞16关于中位套14对称装配，一号囊皮3一端用一号夹紧环4固定在中位套14上，另一端用二号夹紧环10固定在活塞上。二号囊皮6一端用三号夹紧环13固定在中位套14上，另一端用四号夹紧环15固定在活塞上。一号活塞9和二号活塞16对称固定在拉杆11上，试验开始前，可根据测试要求，通过换气阀12对囊皮3、6内充放气。
在本实施例子中，一号囊皮3和二号囊皮6内部接通，试验过程中拉动拉杆11，囊皮3、6内部空气体积不变，气体对囊皮3、6的作用力可以相互抵消，通过拉杆11传递给力传感器8的力就全部是囊皮3、6引起的，测量得到的刚度也就是单纯囊皮引起的，忽略空气压缩的影响。为保证拉杆11运动过程中囊皮3、6空间内部体积不变，一号活塞9和二号活塞16中间用拉杆导向筒7连接。
如图2所示，本发明第一实施例提出一种空气弹簧囊皮的刚度测量方法，所述方法应用于测量空气弹簧的囊皮刚度的测量系统，结合图1所示，所述测量系统包括：套设在所述空气弹簧的囊皮上的活塞拉杆结构，本实施例方案涉及优化步骤流程的测量空气弹簧刚度方法的解决方案。
具体地，本实施例空气弹簧囊皮的刚度测量方法包括：
步骤S101，在活塞拉杆结构的拉杆一端施加不同大小的载荷，带动所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸。
具体地，作为一种方式，在活塞拉杆结构的拉杆一端施加不同大小的载荷，其中，所述载荷可以是人力，也可以是直接、或者通过单独设计工装，装夹在任何可以实现振幅、频率可调的试验机上，比如万能拉力机、疲劳试验机等，以达到带动所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸的效果。
其中，所述活塞拉杆结构中的活塞外轮廓可为任意设定的形状，比如直线、梯形、鼓形或者预设样条曲线的形状，以达到改变活塞和囊皮之间的有效接触面积的效果。
更为具体地，以试验机在活塞拉杆结构的拉杆一端施加不同大小的载荷为例，其中，在所述活塞拉杆结构的拉杆一端施加不同大小的载荷，带动所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸的步骤可以包括：
通过与所述活塞拉杆结构中的拉杆连接的试验机，在所述活塞拉杆结构的拉杆一端以不同的频率施加不同大小的载荷，带动所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸，所述试验机上设有供使用者调节振幅、频率等参数的操作界面，使得试验过程中的振幅、频率等非测量参数可以直接精确获知。
步骤S102，在所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸过程中，采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移和力值。
在本实施例中，在力值采集过程中，可以通过设置在所述活塞拉杆结构中的拉杆一端的力传感器采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个力值，或者通过与所述活塞拉杆结构中的拉杆连接的试验机获得所述囊皮在不同振幅和频率下的多个力值。
更为具体地，所述试验机可以根据需要设定不同的作动方式，从而带动拉杆进行往复直线运动。
在位移采集过程中，可以通过设置在所述测量系统的外筒外缘的位移测量设备采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移。
更为具体地，所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸过程中，囊皮受力造成形变，位移测量设备检测到所述囊皮的形变，基于所述囊皮的形变，采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移。
其中，具体实现时，作为一种实现方式，囊皮的形变可以通过测量囊皮变形圆弧顶部和外筒边缘之间的距离，由此需要在囊皮外层涂上一层荧光粉，在外筒的端部安装一台位移测量设备，位移测量设备可以追踪到荧光粉的位置，实时测量出囊皮变形圆弧顶部和外筒边缘之间的距离，进而可以实时测量囊皮的位移。
作为另一种实现方式，试验前可以将外筒开一块槽，用玻璃来代替，在皮囊上做好标记，试验过程中通过肉眼直接观察囊皮的变化，由此可以得到囊皮的形变，进而可以根据形变得到囊皮的位移。
其中，在本实施例中，所述位移测量设备可以为激光引申仪或者DVT设备。
具体地，其中，作为一种实现方式，通过激光引申仪测量囊皮的位移，可以采用如下方案：
所述激光引申仪需要在试验前将两条反光条贴在囊皮外层，当所述激光引申仪发出激光，遇到囊皮外层的反光条后反射回去，所述激光引申仪可以实时读取两条反光条之间的距离，由此得到所述囊皮的位移值。
其中，作为另一种实现方式，通过DVT设备测量囊皮的位移，可以采用如下方案：
所述DVT设备需要在试验前将一条黑白码贴在囊皮外层，所述DVT设备可以实时读取黑白码之间的距离，由此得到所述囊皮的位移值。
步骤S103，根据所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移和力值，计算得到位移变化值和力值变化值。
更为具体地，在一定载荷下，位移测量设备测量出位移S1，相应的力传感器测量出力值F1，在另外不同的载荷下，位移测量设备测量出位移S2，相应的力传感器测量出力值F2，则位移变化值为S2-S1，力值变化值为F2-F1。
步骤S104，基于所述位移变化值和力值变化值计算所述空气弹簧囊皮的刚度。
在得到所述囊皮的位移变化值和力值变化值后，将力值变化值与位移变化值的比值作为所述空气弹簧囊皮的刚度。
此外，本发明实施例还提出一种空气弹簧囊皮的刚度测量系统，所述系统包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的空气弹簧囊皮的刚度测量程序，所述空气弹簧囊皮的刚度测量程序被所述处理器执行时实现如上所述实施例所述的空气弹簧囊皮的刚度测量方法的步骤。
由于本空气弹簧囊皮的刚度测量程序被处理器执行时，采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有空气弹簧囊皮的刚度测量程序，所述空气弹簧囊皮的刚度测量程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的空气弹簧囊皮的刚度测量方法的步骤。
由于本空气弹簧囊皮的刚度测量程序被处理器执行时，采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
相比现有技术，本发明实施例提出的一种空气弹簧囊皮的刚度测量方法、系统及存储介质，在活塞拉杆结构的拉杆一端施加不同大小的载荷，带动所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸；在所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸过程中，采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移和力值；根据所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移和力值，计算得到位移变化值和力值变化值；基于所述位移变化值和力值变化值计算所述空气弹簧囊皮的刚度。本方案只需要在拉杆一端施加载荷，采集位移和力值就能够计算出空气弹簧囊皮的刚度，大大简化步骤流程，简单快速测量出囊皮刚度。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，被控终端，或者网络设备等)执行本发明每个实施例的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种空气弹簧囊皮的刚度测量方法，其特征在于，所述方法应用于测量空气弹簧的囊皮刚度的测量系统，所述测量系统包括：套设在所述空气弹簧的囊皮上的活塞拉杆结构，所述方法包括：
在所述活塞拉杆结构的拉杆一端施加不同大小的载荷，带动所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸；
在所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸过程中，采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移和力值；
根据所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移和力值，计算得到位移变化值和力值变化值；
基于所述位移变化值和力值变化值计算所述空气弹簧囊皮的刚度。
2.根据权利要求1所述的空气弹簧囊皮的刚度测量方法，其特征在于，所述活塞拉杆结构中的活塞外轮廓为预设样条曲线的形状。
3.根据权利要求1所述的空气弹簧囊皮的刚度测量方法，其特征在于，在所述活塞拉杆结构的拉杆一端施加不同大小的载荷，带动所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸的步骤包括：
通过与所述活塞拉杆结构中的拉杆连接的试验机，在所述活塞拉杆结构的拉杆一端以不同的频率施加不同大小的载荷，带动所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸，所述试验机上设有用于调节振动频率、速率的操作界面。
4.根据权利要求1所述的空气弹簧囊皮的刚度测量方法，其特征在于，所述在所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸过程中，采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个力值的步骤包括：
通过设置在所述活塞拉杆结构中的拉杆一端的力传感器采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个力值，或者通过与所述活塞拉杆结构中的拉杆连接的试验机获得所述囊皮在不同振幅和频率下的多个力值。
5.根据权利要求1所述的空气弹簧囊皮的刚度测量方法，其特征在于，所述在所述囊皮以不同振幅和频率轴向拉伸过程中，采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移的步骤包括：
通过设置在所述测量系统的外筒外缘的位移测量设备采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移。
6.根据权利要求5所述的空气弹簧囊皮的刚度测量方法，其特征在于，所述通过设置在所述测量系统的外筒外缘的位移测量设备采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移的步骤包括：
通过所述位移测量设备检测所述囊皮的形变，基于所述囊皮的形变，采集所述囊皮在不同振幅和频率下的多个位移。
7.根据权利要求6所述的空气弹簧囊皮的刚度测量方法，其特征在于，所述位移测量设备为激光引申仪或者DVT设备。
8.根据权利要求1所述的空气弹簧囊皮的刚度测量方法，其特征在于，所述基于所述位移变化值和力值变化值计算所述空气弹簧囊皮的刚度的步骤包括：
计算所述力值变化值与位移变化值的比值，得到所述空气弹簧囊皮的刚度。
9.一种空气弹簧囊皮的刚度测量系统，其特征在于，所述系统包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的空气弹簧囊皮的刚度测量程序，所述空气弹簧囊皮的刚度测量程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的空气弹簧囊皮的刚度测量方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有空气弹簧囊皮的刚度测量程序，所述空气弹簧囊皮的刚度测量程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的空气弹簧囊皮的刚度测量方法的步骤。
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