專利名稱：一種扭轉梁焊接總成疲勞度的分析方法
一種扭轉梁焊接總成疲勞度的分析方法技術領域
本發(fā)明屬于汽車測試技術領域，特別涉及到扭轉梁焊接總成疲勞度的分析方法。
技術背景
扭轉梁式后懸架具有操縱穩(wěn)定性較好、便于布置、通過性好、結構簡單可靠、性價 比高、日常免維護等優(yōu)點，但是該種扭轉梁式懸架的開發(fā)，尤其是疲勞度的分析比較復雜， 其相關的分析方法還不完善，可靠性還不是很高。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提出一種接近實際情況、可靠程度高的扭轉梁焊接總成疲勞度的 分析方法。
本發(fā)明的扭轉梁焊接總成疲勞度的分析方法包括如下步驟
A 利用CAE分析方法模擬扭轉梁在整車中的受力情況，選擇出應力集中區(qū)作為考 察區(qū)域；
B:在樣本扭轉梁的考察區(qū)域粘貼傳感器應變片，然后通過傳感器應變片采集被測 車輛的樣本扭轉梁在實際試驗路況下的載荷譜；
C 將標定扭轉梁懸架系統(tǒng)固定在試驗臺架上，并在標定扭轉梁的考察區(qū)域粘貼與 B步驟相同的傳感器應變片，然后利用伺服設備對標定扭轉梁進行加載，并用數(shù)據(jù)采集設備 記錄傳感器應變片的輸出電壓值，從而得出加載力與傳感器應變片的輸出電壓值的函數(shù)關 系；
D 將待測扭轉梁懸架系統(tǒng)固定在試驗臺架上，根據(jù)B步驟得到的樣本扭轉梁的載 荷譜以及C步驟得到的加載力與傳感器應變片的輸出電壓值的函數(shù)關系，控制伺服設備向 待測扭轉梁懸架系統(tǒng)施加測試力，進行測試；
E 根據(jù)測試結果對扭轉梁的數(shù)字模型進行優(yōu)化。
采用扭轉梁式后懸架總成的車輛在行駛過程中所受到的力會通過車輪、懸架系統(tǒng) 傳到車身，通過采集扭轉梁焊接總成上各主要受力點和區(qū)域的載荷譜，經(jīng)過標定扭轉梁懸 架系統(tǒng)的當量轉化，就可以形成待測扭轉梁后懸架系統(tǒng)臺架試驗的輸入?yún)?shù)和等效試驗次 數(shù)，從而使整個分析過程更加貼近于實際情況，分析結果更加可靠。
為使分析過程更加準確、完整，本發(fā)明對上述步驟提出進一步約束
所述B步驟中，在樣本扭轉梁的拉壓應力集中區(qū)域粘貼T型應變花，在扭轉應力集 中區(qū)域粘貼剪式應變花，在一維應力集中區(qū)域粘貼單軸應變片。
所述B步驟中的應變片的位置左右對稱。
所述C步驟中，臺架加載過程中的受力狀態(tài)應保證和整車行駛時的受力狀態(tài)一致。
所述C步驟中，要在滿量程下反復加載、卸載3 5次，然后將額定量程分成五至 十級反復加載、卸載3 5次，并讀取相應的數(shù)值，再取平均值。
所述C、D步驟中，標定扭轉梁懸架系統(tǒng)及待測扭轉梁懸架系統(tǒng)的固定方法如下 將懸架系統(tǒng)的支架、彈簧和后減振器總成分別安裝固定到臺架上，將左、右制動器安裝支架 做為伺服設備的加力點。
所述D步驟中，測試次數(shù)(T)按照下列公式計算，T = rdl/rd2，其中rdl為規(guī)定里 程的實際路況對扭轉梁焊接總成造成的總損傷值，rd2為預定的單次試驗對扭轉梁焊接總 成的損傷值。
本發(fā)明的扭轉梁焊接總成疲勞度的分析方法首先通過車輛實地測試，采集扭轉梁 焊接總成上各主要受力點在各個試驗場實際道路的載荷譜，同時利用標定扭轉梁懸架系統(tǒng) 及試驗臺架將傳感器應力轉化為臺架驅動單元的輸入力，并根據(jù)試驗要求來確定試驗次 數(shù)，然后通過試驗臺架向待測扭轉梁懸架系統(tǒng)的各受力點施加載荷，最后將臺架試驗結果 反饋于數(shù)字模型的優(yōu)化，該分析方法不僅可以大幅度節(jié)約項目費用，壓縮開發(fā)周期，而且貼 近于實際駕駛中的受力情況，因此分析結果更加準確。
圖1是本發(fā)明的扭轉梁焊接總成疲勞度的分析方法的流程示意圖2是本發(fā)明的扭轉梁焊接總成疲勞度的分析方法中，扭轉梁懸架的安裝示意 圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例和附圖來詳細說明本發(fā)明。
實施例1
如圖1所示，本發(fā)明的扭轉梁焊接總成疲勞度的分析方法包括如下步驟
A 利用CAE分析方法模擬扭轉梁在整車中的受力情況，選擇出應力集中區(qū)作為考 察區(qū)域；
B:在樣本扭轉梁的考察區(qū)域粘貼傳感器應變片，然后通過傳感器應變片采集被測 車輛的樣本扭轉梁在實際試驗路況下的載荷譜；
B步驟中，在樣本扭轉梁的拉壓應力集中區(qū)域粘貼T型應變花，在扭轉應力集中區(qū) 域粘貼剪式應變花，在一維應力集中區(qū)域粘貼單軸應變片；應變片的位置左右對稱，應變片 的電阻為350歐姆，以提高數(shù)據(jù)采集的精度。
在B步驟中對載荷譜采集設備的要求1、具有多通道同步低電平模擬差分輸入； 2、具有數(shù)字濾波和模擬濾波功能(8階Butterworth濾波)；3、橋壓5V或IOV ；4、電壓范 圍士 ImV 士 IOV ；5、采樣頻率彡2kHz ；6、分辨率彡16位。
載荷譜采集設備可根據(jù)不同應力類型來選擇不同的橋路與傳感器應變片連接，以 消除相互影響的因素。例如說選擇全橋與拉壓載荷作用下的應力(汽車底盤中的轉向橫 拉桿拉壓力、球頭銷垂向力、穩(wěn)定桿連接桿拉壓力、減振器阻尼力、各種二力桿結構的導桿 拉壓力)區(qū)域中的傳感器應變片連接；選擇半橋與彎曲或扭轉載荷作用下的應力(球頭銷 縱向力、球頭銷側向力、螺旋彈簧力或位移、穩(wěn)定桿扭轉位移或扭轉扭矩、扭桿彈簧扭矩或 扭轉位移)區(qū)域中的傳感器應變片連接。
在數(shù)據(jù)采集過程中，車輛裝載質量應按GB/T 5910及GB/T U674的規(guī)定，并測量和記錄好每一種測量工況的車輛配置重量情況。
C 將標定扭轉梁懸架系統(tǒng)固定在試驗臺架上，并在標定扭轉梁的考察區(qū)域粘貼與 B步驟相同的傳感器應變片，應變片的通道名稱、靈敏度系數(shù)、橋路系數(shù)、激勵電壓、量程等 參數(shù)設置與B步驟中保持一致，然后在保證臺架加載過程中的受力狀態(tài)和整車行駛時的受 力狀態(tài)一致的情況下，利用伺服設備對標定扭轉梁進行加載，并用數(shù)據(jù)采集設備記錄傳感 器應變片的輸出電壓值，從而得出加載力與傳感器應變片的輸出電壓值的函數(shù)關系；
為了減少滯后誤差，要在滿量程下反復加載、卸載3 5次，然后將額定量程分成 五至十級反復加載、卸載3 5次，并讀取相應的數(shù)值，再取平均值。
D 將待測扭轉梁懸架系統(tǒng)固定在試驗臺架上，根據(jù)B步驟得到的樣本扭轉梁的載 荷譜以及C步驟得到的加載力與傳感器應變片的輸出電壓值的函數(shù)關系，控制伺服設備向 待測扭轉梁懸架系統(tǒng)施加測試力，進行測試；
如圖2所示，在C、D步驟中，標定扭轉梁懸架系統(tǒng)及待測扭轉梁懸架系統(tǒng)的固定方 法如下將懸架系統(tǒng)的支架1、2、彈簧3、4和后減振器總成7、8分別安裝固定到臺架上，將 左制動器安裝支架5、右制動器安裝支架6做為伺服設備的加力點。
D步驟中，測試次數(shù)⑴按照下列公式計算，T = rdl/rd2，其中rdl為規(guī)定里程的 實際路況對扭轉梁焊接總成造成的總損傷值，rd2為預定的單次試驗對扭轉梁焊接總成的 損傷值。例如說，需要進行三萬公里強化試驗，而在實際路況中，65. 87公里的里程對扭轉 梁焊接總成造成的損傷值為rdl，預定的65. 87公里的里程對扭轉梁焊接總成的損傷值為 rd2，那么試驗次數(shù)T = rdl*455/rd2。
E 根據(jù)測試結果對扭轉梁的數(shù)字模型進行優(yōu)化。
權利要求
1.一種扭轉梁焊接總成疲勞度的分析方法，其特征在于包括如下步驟A 利用CAE分析方法模擬扭轉梁在整車中的受力情況，選擇出應力集中區(qū)作為考察區(qū)域；B:在樣本扭轉梁的考察區(qū)域粘貼傳感器應變片，然后通過傳感器應變片采集被測車輛 的樣本扭轉梁在實際試驗路況下的載荷譜；C 將標定扭轉梁懸架系統(tǒng)固定在試驗臺架上，并在標定扭轉梁的考察區(qū)域粘貼與B步 驟相同的傳感器應變片，然后利用伺服設備對標定扭轉梁進行加載，并用數(shù)據(jù)采集設備記 錄傳感器應變片的輸出電壓值，從而得出加載力與傳感器應變片的輸出電壓值的函數(shù)關 系；D 將待測扭轉梁懸架系統(tǒng)固定在試驗臺架上，根據(jù)B步驟得到的樣本扭轉梁的載荷譜 以及C步驟得到的加載力與傳感器應變片的輸出電壓值的函數(shù)關系，控制伺服設備向待測 扭轉梁懸架系統(tǒng)施加測試力，進行測試；E 根據(jù)測試結果對扭轉梁的數(shù)字模型進行優(yōu)化。
2.根據(jù)權利要求1所述的扭轉梁焊接總成疲勞度的分析方法，其特征在于所述B步驟 中，在樣本扭轉梁的拉壓應力集中區(qū)域粘貼T型應變花，在扭轉應力集中區(qū)域粘貼剪式應 變花，在一維應力集中區(qū)域粘貼單軸應變片。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的扭轉梁焊接總成疲勞度的分析方法，其特征在于所述B 步驟中的應變片的位置左右對稱。
4.根據(jù)權利要求1所述的扭轉梁焊接總成疲勞度的分析方法，其特征在于所述C步驟 中，臺架加載過程中的受力狀態(tài)應保證和整車行駛時的受力狀態(tài)一致。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的扭轉梁焊接總成疲勞度的分析方法，其特征在于所述C 步驟中，要在滿量程下反復加載、卸載3 5次，然后將額定量程分成五至十級反復加載、卸 載3 5次，并讀取相應的數(shù)值，再取平均值。
6.根據(jù)權利要求1所述的扭轉梁焊接總成疲勞度的分析方法，其特征在于所述C、D步 驟中，標定扭轉梁懸架系統(tǒng)及待測扭轉梁懸架系統(tǒng)的固定方法如下將懸架系統(tǒng)的支架、彈 簧和后減振器總成分別安裝固定到臺架上，將左、右制動器安裝支架做為伺服設備的加力 點ο
7.根據(jù)權利要求1所述的扭轉梁焊接總成疲勞度的分析方法，其特征在于所述D步驟 中，測試次數(shù)(T)按照下列公式計算，T = rdl/rd2，其中rdl為規(guī)定里程的實際路況對扭轉 梁焊接總成造成的總損傷值，rd2為預定的單次試驗對扭轉梁焊接總成的損傷值。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種接近實際情況、可靠程度高的扭轉梁焊接總成疲勞度的分析方法。本發(fā)明的扭轉梁焊接總成疲勞度的分析方法首先通過車輛實地測試，采集扭轉梁焊接總成上各主要受力點在各個試驗場實際道路的載荷譜，同時利用標定扭轉梁懸架系統(tǒng)及試驗臺架將傳感器應力轉化為臺架驅動單元的輸入力，并根據(jù)試驗要求來確定試驗次數(shù)，然后通過試驗臺架向待測扭轉梁懸架系統(tǒng)的各受力點施加載荷，最后將臺架試驗結果反饋于數(shù)字模型的優(yōu)化，該分析方法不僅可以大幅度節(jié)約項目費用，壓縮開發(fā)周期，而且貼近于實際駕駛中的受力情況，因此分析結果更加準確。
文檔編號G01M17/04GK102032992SQ20101051759
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權日2010年10月22日
發(fā)明者于世旭, 司宗正, 陸紅軍 申請人:奇瑞汽車股份有限公司