[發明專利]消除平衡懸架鋼板彈簧剛體轉動誤差的載荷激勵分析方法

有效

• 申請號: 201910576325.7
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110276154B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 盧劍偉;張潔;方宗陽;孫英杰;嚴正峰;吳勃夫;吳迪;姜平;夏光
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/17;G06F30/23;G06F111/10
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

1.一種消除平衡懸架鋼板彈簧剛體轉動誤差的載荷激勵分析方法，其特征是通過對平衡懸架鋼板彈簧總成進行道路測試，利用位移傳感器分別檢測平衡懸架鋼板彈簧總成前后兩端相對于車架的位移響應信號，采用時變頻率的高通濾波方法消除平衡懸架鋼板彈簧剛體轉動誤差，獲得位移響應信號；在有限元軟件中構建平衡懸架鋼板彈簧的虛擬樣機模型，計算虛擬樣機模型在給定載荷作用下鋼板彈簧總成的應力結果，針對獲得的應力結果和位移響應信號計算獲得平衡懸架鋼板彈簧總成任意點處的應力與位移對應的關系；實現消除剛體轉動誤差的平衡懸架鋼板彈簧隨機載荷激勵測試分析；

所述消除平衡懸架鋼板彈簧剛體轉動誤差的載荷激勵分析方法按如下步驟進行：

步驟1、針對采用平衡懸架鋼板彈簧的三軸式重型商用汽車，以其平衡懸架鋼板彈簧總成前端(1)、平衡懸架鋼板彈簧總成后端(2)，以及三軸式重型商用汽車車架(3)共同組成待測目標；

步驟2、針對行駛中的三軸式重型商用汽車，利用位移傳感器分別檢測獲得在沿Z軸方向上的平衡懸架鋼板彈簧總成前端測點A位置處的前端測點A位移響應信號X_A(t)，以及沿Z軸方向上的平衡懸架鋼板彈簧總成后端測點B位置處的后端測點B位移響應信號X_B(t)；

步驟3、采用高通濾波的方法消除剛體轉動誤差

3.1、由式(1)計算獲得高通濾波的時變截止頻率f_d(t)：

其中，

v(t)為實時檢測獲得的三軸式重型商用汽車的行駛速度；

L為三軸式重型商用汽車中第二軸和第三軸之間軸距；

3.2、針對所述前端測點A位移響應信號X_A(t)和后端測點B位移響應信號X_B(t)分別利用時變截止頻率f_d(t)，采用高通濾波方法進行濾波，一一對應獲得前端測點A位移響應濾波信號X_A1(t)和后端測點B位移響應濾波信號X_B1(t)，由式(2)計算獲得算術平均值

步驟4、利用有限元分析的方法建立平衡懸架鋼板彈簧總成虛擬樣機模型，按如下方法分析虛擬樣機模型在給定載荷作用下平衡懸架鋼板彈簧總成的應力結果：

4.1、根據平衡懸架鋼板彈簧總成的實際參數建立有限元模型

首先，針對前端測點A和后端測點B同時沿Z軸正向施加空載載荷F_空載，獲得沿Z軸正向上的前端測點A空載位移變形量X_空載，記錄有限元模型中實體單元E的空載載荷應力值S1然后，針對前端測點A和后端測點B同時沿Z軸正向施加滿載載荷F_滿載，獲得沿Z軸正向上的前端測點A滿載位移變形量X_滿載，記錄有限元模型中實體單元E的滿載載荷應力值S2；

所述實體單元E為有限元模型中任意一實體單元；

利用前端測點A空載位移變形量X_空載和實體單元E的空載載荷應力值S1，以及前端測點A滿載位移變形量X_滿載和實體單元E的滿載載荷應力值S2，獲得應力值與前端測點A位移變形量之間的線性關系S_E(X)；

4.2、針對算術平均值，根據所述線性關系S_E(X)獲得實體單元E在隨機載荷激勵下的應力S_E(t)，，實現消除剛體轉動誤差的平衡懸架鋼板彈簧隨機載荷激勵測試分析。

2.根據權利要求1所述的消除平衡懸架鋼板彈簧剛體轉動誤差的載荷激勵分析方法，其特征是：所述位移傳感器采用由傳感器本體和引線端組成的拉線式位移傳感器，包括第一位移傳感器和第二位移傳感器；所述第一位移傳感器，其傳感器本體固定在所述三軸式重型商用汽車車架(3)上，其引線端固定在所述平衡懸架鋼板彈簧總成前端(1)的前端測點A位置處；所述第二位移傳感器，其傳感器本體固定在所述三軸式重型商用汽車車架(3)上，其引線端固定在所述平衡懸架鋼板彈簧總成后端(2)的后端測點B位置處。