[發明專利]一種扭力梁式懸架輪心的動態載荷獲取方法

有效

• 申請號: 201710041030.0
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN106840338B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 王俊翔;毛顯紅;周云平;歐堪華;陳建華
• 申請（專利權）人: 重慶長安汽車股份有限公司
• 主分類號: G01G19/08
• 分類號: G01G19/08;G01L5/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

本發明涉及一種扭力梁式懸架結構的輪心動態載荷獲取方法，具體步驟如下：第一步：載荷靈敏度分析；第二步：試驗方案制定及實施；第三步：動態荷載采集；第四步：動態載荷解耦；第五步：動態載荷校驗。本發明通過CAE仿真確定應變片測量方案，利用加載設備和載荷傳感器分別進行輪心載荷與應變標定試驗，得到應變與各載荷的標定系數，通過總體標定系數矩陣獲取各載荷的參與因子，進而將測試應變信號轉換獲得扭力梁式懸架輪心動態載荷時域信號。相對于六分力儀，本發明由于采用粘貼應變片測量應變響應，從而間接地獲得扭力梁式懸架輪心載荷，其成本較低、采集周期短，且與六分力儀采集的輪心載荷一致性較好。

技術領域

本發明涉及汽車整車及零部件的結構設計領域，尤其涉及一種扭力梁式懸架結構的輪心動態載荷獲取方法。

背景技術

汽車整車及零部件的結構設計，研發前期需經過CAE分析、優化和DV試驗層層驗證，滿足設計目標后才能開展后續的整車可靠性道路試驗驗證，其中關鍵環節是快速獲取輪心動態載荷。

目前，整車載荷獲取主要采用半解析法，即通過六分力采集輪心動態載荷，結合多體動力學仿真及迭代，將采集的輪心載荷分解到各系統零部件，作為CAE疲勞分析的載荷輸入，進行結構疲勞分析及優化。采用六分力傳感器能精確地測量整車行駛過程中路面激勵在輪心處的響應，其優點是系統穩定、測試精度高，缺點是六分力儀的購買及維護費用昂貴，使用門檻較高，適配器制作周期長，導致采集周期長，難以保證項目載荷分析進度。因此，采用一些獲取成本較低、周期短的替代方法相對精準地獲取輪心動態載荷，具有非常現實的工程價值。

發明內容

本發明的目的是提供一種扭力梁式懸架輪心動態載荷獲取方法，解決用六分力傳感器測量行駛過程中路輪心處的響應而產生的測量設備昂貴、保養和維修成本高以及響應采集周期長的問題，同時保證扭力梁式懸架輪心動態載荷獲取精度，為CAE分析、試驗驗證提供載荷輸入。

為實現發明目的采用的技術手段如下：

一種扭力梁式懸架輪心的動態載荷獲取方法，具體步驟如下：

第一步：載荷靈敏度分析：建立后懸架系統有限元分析模型；并按照標準工況，采用非線性有限元軟件對后懸架系統有限元分析模型進行應力分析，獲取扭力梁在各標準工況下的應力狀態，羅列出載荷敏感應力點及其表面應力狀態和云圖。

第二步：試驗方案制定及實施：根據扭力梁在各標準工況下的應力狀態和云圖，結合惠斯通電橋特點，制定扭力梁測量應變片粘貼位置及組橋方案；然后，組建扭力梁標定實物臺架，并依據試驗臺架標定數據建立總體標定系數矩陣；在然后，利用整車裝配標定驗證總體標定系數矩陣是否滿足對角占優的條件；若不滿足，則重新制定扭力梁測量應變片粘貼位置及組橋方案；若滿足，繼續下一步；

第三步：動態荷載采集：完成整車可靠性道路動態載荷采集，獲取扭力梁測量應變片的動態應變信號以及其他內部信號；

第四步：動態載荷解耦：結合第二步的總體標定系數矩陣和第三步的測量應變片動態應變信號，完成解耦并獲得扭力梁懸架輪心動態載荷；

第五步：動態載荷校驗：根據第四步獲得的扭力梁懸架輪心動態載荷，進一步完成合力及特殊工況荷載校驗，然后將荷載校驗結果輸入多體仿真模型，對比仿真模型的輸出結果與第三步中采集的內部信號相對應的動態載荷信號的一致性；若兩者的一致性不滿足，跳轉至第二步重復流程；若兩者的一致性滿足，則直接輸出扭力梁懸架輪心三向動態載荷。

具體地，所述后懸架系統有限元分析模型包括扭力梁、減震器、螺旋彈簧及襯套組成的有限元分析模型。

具體地，內部信號包括后軸左右螺旋彈簧位移、后軸左右軸頭加速度、后軸左右減震器力和GPS信號。