商用車前橋載荷測試方法
2023-09-17 10:36:30
專利名稱：商用車前橋載荷測試方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車前橋載荷測試方法，特別是涉及一種商用車前橋所受縱向 力、側向力、垂向力和制動扭矩的測試方法。
背景技術：
商用車前橋也稱前軸通過懸架和車架或承載式車身相連，它的兩端安裝車輪，其 功用是傳遞車架或承載式車身與車輪之間各方向的作用力及其力矩。由車橋的功能可知其 重要性，所以商用車前橋載荷主要為縱向力、側向力、垂向力和制動扭矩，各道路和載荷工 況試驗數據也成為各商用車廠家很關注的事情。目前商用車前橋載荷準確測試的主要測試方法為國外生產的車輪六分力傳感器 測試系統。車輪六分力傳感器測試系統的優點是系統穩定、測試精度高。缺點是設備昂貴， 保養和維修成本高。
發明內容
本發明提供一種商用車前橋載荷測試方法，以解決目前商用車前橋載荷測試中存 在的設備昂貴，保養和維修成本高的問題。本發明採取的技術方案是在前橋左側下彎部分上面粘貼四個電阻應變片，在前 橋左側下彎部分下面粘貼四個電阻應變片，在前橋左側下彎部分前側面1/4和3/4比例的 部位沿軸線方向分別粘貼兩個電阻應變片、在前橋左側下彎部分後側面1/4和3/4比例的 部位沿軸線方向分別粘貼兩個電阻應變片，在前橋左側前橋未下彎之前的水平部分的中間 前側面、沿與軸線方向成士45°方向分別粘貼兩個電阻應變片，在前橋左側前橋未下彎之 前的水平部分的中間後側面、沿與軸線方向成士45°方向分別粘貼兩個電阻應變片；前橋 左側下彎部分上面粘貼的四個電阻應變片分別與前橋左側下彎部分下面粘貼的四個電阻 應變片對稱布片，在前橋左側部分前側面粘貼的四個電阻應變片分別與前橋左側部分後側 面粘貼的四個電阻應變片對稱布片；然後按一定的順序接入惠斯通電橋組成四個測試組合 應變，利用加載設備和載荷傳感器分別對車橋施加縱向力、側向力、垂向力和制動扭矩進行 單向載荷標定試驗，記錄下每次試驗不同時刻的載荷，用應變儀記錄下不同時刻的應變，直 至達到最大載荷後卸載，將應變和載荷輸入計算機，經換算得到對應三方向力和制動扭矩 下的載荷與應變關係，進而可以實現前橋三向力和制動扭矩的準確測試。本發明選用目前廣泛應用的商用車前橋為研究對象，通過設計貼片位置和惠斯通 電橋採用特定的橋臂接法，利用加載設備和載荷傳感器分別進行車橋所受縱向力、側向力、 垂向力、制動扭矩與應變標定試驗，得到應變與各方向力及制動扭矩的標定係數，通過測試 應變信號最終得到商用車前橋載荷數據。本發明的有益效果商用車前橋是汽車正常行駛的重要承載件，前橋載荷數據是 汽車廠商前橋產品開發的重要基礎數據。本發明為準確測試商用車前橋載荷縱向力、側向 力、垂向力和制動扭矩，提供了一套小成本、易操作的測試方法，這對工程應用有重要意義。
圖1是本發明前橋電阻應變片安裝參考位置及測試載荷位置圖。圖2是圖1俯視圖。圖3是本發明前橋標定試驗施加載荷與測試載荷位置圖。
具體實施例方式如圖1、圖2所示，在前橋左側下彎部分上面粘貼電阻應變片11、13、21、23，在前橋 左側下彎部分下面粘貼電阻應變片12、14、22、24，在前橋左側下彎部分前側面1/4和3/4比 例的部位沿軸線方向分別粘貼電阻應變片32、34、在前橋左側下彎部分後側面1/4和3/4比 例的部位沿軸線方向分別粘貼電阻應變片31、33，在前橋左側前橋未下彎之前的水平部分 的中間前側面、沿與軸線方向成士45°方向分別粘貼電阻應變片43、44，在前橋左側前橋未 下彎之前的水平部分的中間後側面、沿與軸線方向成士45°方向分別粘貼電阻應變片41、 42 ；
電阻應變片11與12、13與14、21與22、23與M上下對稱布片，電阻應變片31與32、 33與34、41與44、42與43前後對稱布片；
試驗時將電阻應變片 11、12、13、14 ；21、22、23、24 ；31、32、33、34 ；41、42、43、44 分別按 1、2、3、4順序接入惠斯通電橋四個橋臂，那麼四個組合應變Si、S2、S3、S4的輸出值為
Sl=eIl — εη + ε!3 ~ ^14
S2= ^21 — ^22 + ^23 — ^24
S3= — ^32 + 一 ^34 S4= ^41 — ^43 + — ^"44( 1 )
當前橋只受到垂向力時，根據梁受彎曲變形、貼片對稱的特點，可得出 Sl = 4 S2 = 4 ^21 S3 = 0 S4 = 0(2)
當前橋只受到側向力時，根據梁受彎曲變形、貼片對稱的特點，可得出 Sl = 4 Cu' S2 = 4 F2/ S3 = 0 S4 = 0(3)
當前橋只受到縱向力時，根據梁受彎曲變形、貼片對稱的特點，可得出 Sl = 0 S2 = 0 S3 = 4 Sn S4 = 0(4)
當前橋只受到制動扭矩時，根據梁受彎曲變形、貼片對稱的特點，可得出 Sl=O S2 = 0 S3 = 0 S4 = 4(5)
由公式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)，可知當前橋受垂向力F1、側向力F2、縱向力F3、制動扭 矩T4共同作用時，可以得出
Sl = Kl · Fl+ K2 · F2 S2 = K3 · Fl+ K4 · F2 S3 = K5 · F3S4 = K6 · T4(6)
其中Kl、K2、K3、K4、K5、K6為常數，也就是通過垂向力、側向力、縱向力、制動扭矩分別 對前橋單向加載時，施力位置如圖1所示，得到的標定係數。由公式(6)，可以得出Fl = Al · Sl+ A2 · S2 F2 = A3 · Sl+ A4 · S2 F3 = A5 · S3T4 = A6 · S4(7)
其中A1、A2、A3、A4、A5、A6為最終計算係數(常數)。由公式(6)、(7)，可得到
權利要求
1. 一種商用車前橋載荷測試方法，其特徵在於包括下列步驟在前橋左側下彎部分上 面粘貼四個電阻應變片，在前橋左側下彎部分下面粘貼四個電阻應變片，在前橋左側下彎 部分前側面1/4和3/4比例的部位沿軸線方向分別粘貼兩個電阻應變片、在前橋左側下彎 部分後側面1/4和3/4比例的部位沿軸線方向分別粘貼兩個電阻應變片，在前橋左側前橋 未下彎之前的水平部分的中間前側面、沿與軸線方向成士45°方向分別粘貼兩個電阻應變 片，在前橋左側前橋未下彎之前的水平部分的中間後側面、沿與軸線方向成士45°方向分 別粘貼兩個電阻應變片；前橋左側下彎部分上面粘貼的四個電阻應變片分別與前橋左側下 彎部分下面粘貼的四個電阻應變片對稱布片，在前橋左側部分前側面粘貼的四個電阻應變 片分別與前橋左側部分後側面粘貼的四個電阻應變片對稱布片；然後按一定的順序接入惠 斯通電橋組成四個測試組合應變，利用加載設備和載荷傳感器分別對車橋施加縱向力、側 向力、垂向力和制動扭矩進行單向載荷標定試驗，記錄下每次試驗不同時刻的載荷，用應變 儀記錄下不同時刻的應變，直至達到最大載荷後卸載，將應變和載荷輸入計算機，經換算得 到對應三方向力和制動扭矩下的載荷與應變關係，進而可以實現前橋三向力和制動扭矩的 準確測試。
全文摘要
本發明涉及一種商用車前橋載荷測試方法，屬於汽車前橋載荷測試方法。在前橋左側粘貼電阻應變片，焊線，分別按順序接入惠斯通電橋四個橋臂；利用加載設備和載荷傳感器分別對車橋施加縱向力、側向力、垂向力和制動扭矩進行單向載荷標定試驗。本發明為準確測試商用車前橋載荷提供了一套小成本、易操作的測試方法，這對工程應用有重要意義。
文檔編號G01M5/00GK102147319SQ201010615210
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月30日 優先權日2010年12月30日
發明者劉再生, 趙晉, 魏文廣 申請人:中國第一汽車集團公司