[發明專利]一種力—位移混合控制摩托車車架疲勞試驗方法

有效

• 申請號: 201310362057.1
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103398859A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 鄒喜紅;石曉輝;熊鋒;施全;張志剛;郝建軍
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學;重慶市科學技術研究院
• 主分類號: G01M17/007
• 分類號: G01M17/007
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 穆祥維

技術領域

本發明涉及一種摩托車車架疲勞試驗方法，尤其涉及一種力-位移混合控制摩托車車架疲勞試驗方法。

背景技術

摩托車車架是摩托車最關鍵的承載部件，其結構強度和疲勞可靠性是摩托車最基本性能之一。無論是摩托車車架全新設計，還是改進設計和優化設計，疲勞試驗是必不可少的重要環節。目前，摩托車車架的疲勞試驗主要采用道路試驗、試驗場試驗和室內臺架試驗。其中道路試驗和試驗場試驗所需周期長、重復性差、危險性高，而室內臺架試驗因具有周期短、重復性好、安全可靠等優點，在摩托車車架疲勞試驗中具有強烈的需求和廣闊應用前景。由于試驗裝置和試驗方法的欠缺，目前摩托車車架室內臺架疲勞試驗往往采用單一的加載方式，其裝夾方式也是針對單一加載方式設定，因此其裝夾和加載方式與摩托車車架實際行駛受力情況有較大差距，很難在室內準確高效考核摩托車車架疲勞可靠性。

摩托車實際行駛時，傳到車架的載荷主要包括前后輪路面激勵，以及發動機和前后乘員或貨物的慣性動載荷，這些載荷最終傳遞和分布到車架。作為摩托車車架這樣一個很復雜的構件，要復現車架各部分行駛載荷，可以采用很多激振器對車架不同部位進行加載，但這會使得加載系統非常復雜，而且也很難控制。

發明內容

針對上述現有技術中存在的不足之處，本發明提供了一種力-位移混合控制摩托車車架疲勞試驗方法，該方法在試驗裝置較簡單的情況下，實現了車架實際受力狀態，從而能在室內高效準確的考核摩托車車架的疲勞性能。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下技術方案：

一種力-位移混合控制摩托車車架疲勞試驗方法，在該方法中采用了一種試驗系統，該試驗系統包括安裝平板以及設置在安裝平板上的激振器Ⅰ、力傳感器、滑動平臺、直線導軌、前夾具、龍門架、激振器Ⅱ、位移傳感器和后夾具；所述激振器Ⅰ和直線導軌設置在龍門架的一側，所述后夾具設置在龍門架的另一側，且直線導軌靠近龍門架；

該試驗方法包括如下步驟：

1）對摩托車車架進行有限元分析，找出摩托車車架的薄弱環節和應力集中點，并在各薄弱環節和應力集中點布置應變片，假設為n點；在車架的乘客位置和貨架位置布置加速度傳感器，假設為k點，按耐久性試驗方法在摩托車耐久性試驗道路上采集實際行駛時的道路載荷譜；

2）將采集的道路載荷譜進行分析處理和有效性檢查，剔除采集的原始響應信號中應力水平較低，對疲勞損傷貢獻較小的小信號分量，將載荷譜最大幅值的5%作為剔除小信號的幅值閾值，選取保留95％的損傷量編輯信號，得到濃縮的載荷譜；

3）將摩托車車架總成安裝在試驗系統上，前夾具與摩托車車架前立管相連，前夾具的下端通過旋轉鉸與滑動平臺相連，滑動平臺設置在直線導軌上并與直線導軌滑動配合，摩托車車架后平叉與后夾具在摩托車車架的后軸處相連，以模擬摩托車車架實際支撐方式；所述激振器Ⅰ的一端固定在安裝平板上，激振器Ⅰ的另一端通過力傳感器頂在滑動平臺上，通過激振器Ⅰ模擬摩托車前輪對車架水平和垂直方向的激勵；激振器Ⅱ的一端通過平面鉸固定在龍門架上，激振器Ⅱ的另一端安裝位移傳感器，激振器Ⅱ的另一端豎直向下并通過平面鉸與車架相連，通過激振器Ⅱ對車架施加位移；在車架的駕駛員位置通過配重塊Ⅰ對車架施加慣性力，在摩托車貨架的位置通過配重塊Ⅱ對車架施加慣性力；在實際行駛時相同位置布置應變片和加速度傳感器，激振器Ⅰ施加隨機白噪聲力信號x_F(t)，激振器Ⅱ施加隨機白噪聲位移信號x_D(t)對試驗系統進行激勵，同時采集各應變片和加速度測點的響應信號，假設應變點的響應信號為y_mi(t),i=1,2,...n，加速度傳感器響應信號為y_ai(t),i=1,2,...k；按式（1）計算各應變的響應信號與白噪聲力信號之間的頻率響應函數，按式（2）計算各加速度響應信號與白噪聲位移信號之間的頻率響應函數，按式（3）計算應變響應信號與白噪聲力信號之間的相干函數，按式（4）計算加速度響應信號與白噪聲位移信號之間的相干函數：