[發明專利]一種輪胎經過錯臺時產生沖擊力的測試計算方法

有效

• 申請號: 201710318252.2
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107144384B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 蔡良才;曹思杰;張忠平;武曉亮;李光元;喬一;江春林
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01M7/08
• 代理公司: 11212 北京輕創知識產權代理有限公司
• 代理人: 談杰

本發明公開了一種汽車輪胎經過錯臺產生沖擊力的測試計算方法，以汽車經過路面錯臺時對輪胎沖擊力測量裝置為基礎，將沖擊過程產生的沖擊力轉化成由基座產生的約束反力，通過測量約束反力以求得沖擊力，建立沖擊力峰值與速度、錯臺高度、輪載、輪徑、胎壓之間的關系。依據此方法進行測試，輪胎經過傳力塊時產生沖擊力，并在鋼板凹槽處產生約束反力，沖擊力與約束反力受力平衡，約束反力由預設在傳力塊與鋼板之間的力傳感器測量得到，將約束反力進行合成便是沖擊過程產生的沖擊力。根據沖擊力作用曲線，對沖擊力產生規律進行分析，可以得到沖擊力峰值與速度、錯臺高度、輪載等因素之間的關系。本發明的有益效果是能夠直接測量輪胎經過錯臺時產生的沖擊力，通過測試系統可以進行一定范圍內速度、錯臺高度、輪載等因素變化的沖擊試驗，得到基于各影響因素條件下沖擊力峰值求解方法。

技術領域

本發明屬于測量技術領域，涉及一種汽車輪胎經過錯臺時，產生沖擊作用力的測試計算方法。

背景技術

輪胎-錯臺沖擊作用屬于瞬態沖擊力作用范疇，借助壓電陶瓷的動態力學傳感器，可以測量瞬態沖擊力。汽車運行過程中，經過錯臺時，輪胎-錯臺沖擊作用產生的沖擊力，現階段還未出現一種能直接測量該沖擊力的方法，一般都是通過在車身安裝加速度傳感器，間接反映沖擊過程產生的沖擊作用，但是這種方法測量得到的沖擊力包含車身彈簧-阻尼系統的影響，并不能直接反映輪胎-錯臺作用處產生的沖擊力。

目前，尚無設備是專門針對測量錯臺-輪胎沖擊力過程產生的瞬態力。現有方法中根據車輛經過錯臺處振動信號增強的原理，利用豎向振動強度變化得到輪胎經過錯臺時豎向加速度，此類方法只能利用豎向加速度換算成豎向沖擊力，無法求得水平方向上的沖擊力，且測量得到的加速度受到車身彈簧-阻尼系統的衰減作用，并不是沖擊點處輪胎的瞬態加速度，所求得的力也并非接觸點處的沖擊力。

發明內容

本發明目的是在一種汽車經過路面錯臺時對輪胎沖擊力測量裝置基礎上，提供一種沖擊力測試計算方法，解決了目前測量輪胎-錯臺沖擊作用過程產生瞬態力缺乏相應測試計算方法的問題。

本發明所采用的技術方案是一種汽車經過錯臺時對輪胎沖擊作用力的測試計算方法，該方法的基本思路為：汽車經過路面錯臺時，在接觸點處產生沖擊力作用。此過程中輪胎是不斷運動的，從輪胎角度出發難以布置測量元件進行測量；而路面錯臺則是絕對靜止的，接觸點處產生的沖擊力傳至地基，并由地基產生約束反力，通過測量約束反力便可求得沖擊力(圖1)。將錯臺視為鑲嵌于地基中的獨立單元體，沖擊力由錯臺傳至地基并產生約束反力，在錯臺與地基之間布置力傳感器，可以測量得到約束反力大小和方向，約束反力合力即是沖擊力。

本發明方法特征在于按照以下步驟進行：

(1)在汽車經過路面錯臺時對輪胎沖擊力測量裝置基礎上，建立沖擊力隨速度、錯臺高度、輪載、胎壓等因素變化的測試計算方法。將動態力傳感器連接到配套的數據采集系統，將動態力傳感器安裝在支架上并固定于凹槽內壁，將鋼板凹槽固定于在水泥混凝土基座中，將傳力塊放于鋼板凹槽內，調節底部支架伸縮量控制錯臺高度，調節兩側支架，使傳力塊與凹槽之間產生預緊力，完成測量裝置的組裝；

(2)利用汽車為加載源，駕駛汽車經過傳力塊，將輪胎正對由傳力塊設置形成的錯臺進行沖擊，得到沖擊力曲線；

(3)改變行駛速度、錯臺高度、輪載、輪徑、胎壓等因素，得到不同因素變化條件下的沖擊力曲線。

(4)按照預定方法將測量得到水平和豎直方向上的力進行合成，得到沖擊力合力大小和方向。

(5)建立沖擊力峰值與各因素之間的關系，對沖擊力產生規律進行時域分析和頻域分析。

進一步，將兩個相對運動物體(輪胎與錯臺)之間的沖擊力轉化為兩個相對靜止物體(傳力塊與鋼板凹槽)之間的約束力，通過測量此約束力來求解原始沖擊力。