[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

本發明公開了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。本發明方法能夠消除隨機載荷激勵下平衡懸架鋼板彈簧的剛體轉動對其位移形變測試帶來的誤差，提高平衡懸架鋼板彈簧可靠性評估準確度。

技術領域

本發明涉及隨機載荷測試方法，更具體地說是一種能夠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，基于該方法消除在隨機載荷測試中平衡懸架鋼板彈簧的剛體轉動誤差值，以及獲得平衡懸架鋼板彈簧上任意一點在隨機載荷激勵下的應力響應結果。

背景技術

平衡懸架鋼板彈簧被廣泛應用于三軸式重型商用汽車和部分軍用車輛上，其作用是保證中、后橋車輛的垂直載荷相等，使得汽車行駛時車輛不會出現懸空現象。由于平衡懸架鋼板彈簧的存在使得鋼板彈簧前后端會出現跳動滯后、前后轉動的剛體運動現象，這給測試精度帶來挑戰。車輛行駛在隨機路面時，來自路面的載荷沖擊使得鋼板彈簧受力極為復雜。基于隨機路面載荷激勵核算平衡懸架鋼板彈簧疲勞壽命較為精準，準確量化平衡懸架鋼板彈簧載荷響應是核算其疲勞壽命的關鍵，但迄今為止，針對平衡懸架鋼板彈簧在隨機載荷測試中消除剛體轉動誤差并提取其應力載荷響應的方法未有公開報導。

發明內容

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足，提供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，針對平衡懸架鋼板彈簧在隨機載荷測試時的剛體轉動，能夠消除剛體轉動誤差，提取應力載荷，對平衡懸架鋼板彈簧的可靠性進行更為準確的分析評估。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發明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的特點是：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。

本發明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的特點是按如下步驟進行：

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、平衡懸架鋼板彈簧總成后端，以及三軸式重型商用汽車車架共同組成待測目標；

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；