[發明專利]一種轎車車輪自由模態測試方法

有效

• 申請號: 201911409547.6
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111189598B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 劉程;楊東績;陳超;杜天強;田程;李旭偉;陳平;楊清淞
• 申請（專利權）人: 中汽研汽車檢驗中心（天津）有限公司;中國汽車技術研究中心有限公司
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01M17/013
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 耿樹志

1.一種轎車車輪自由模態測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

A.對車輪結構進行模型簡化；

B.確定車輪模態測量時參考點的位置；

C.在參考點處布置加速度傳感器；

D.確定車輪模態測量試驗時的激勵點；

E.搭建測試臺架和車輪模態測試系統；

F.通過力錘法進行車輪模態測試；

G.車輪模態頻率和模態振型仿真模擬；

H.車輪模態頻率和模態振型確認；

所述步驟A中車輪模型簡化結構為：包括輪圈、輪心，所述輪圈一側內部和輪心之間通過多個均勻分布的輪輻連接，且所述輪圈為環形對稱結構；

所述步驟B中車輪模態測量中參考點位于輪心處、輪圈外側靠近輪輻的一端、輪圈外側中間和輪圈外側遠離輪輻的一端，采用柱坐標定義參考點的位置，所述柱坐標的X軸沿切向方向，Z軸沿徑向方向，Y軸沿軸向方向；

所述步驟C中布置加速度傳感器的位置關系如下：

沿輪心周向均勻設置多個輪心加速度傳感器；

在輪圈外側臨近輪輻的一端周向均勻設有多個第一輪圈加速度傳感器；

在輪圈外側中間位置周向均勻設有多個第二輪圈加速度傳感器；

在輪圈外側遠離輪輻的一端周向均勻設有多個第三輪圈加速度傳感器，

所述輪心加速度傳感器、第一輪圈加速度傳感器、第二輪圈加速度傳感器、第三輪圈加速度傳感器在測量前同時布置并進行測量或者分步布置并進行分步測量；

所述輪圈外側的第一輪圈加速度傳感器、第二輪圈加速度傳感器、第三輪圈加速度傳感器均在對應每個輪輻處和每兩個相鄰輪輻之間處分布；

所述步驟D中確定激勵點位置的過程為：根據加速度傳感器布置特點，在加速度傳感器的x、y、z方向進行激勵，根據車輪結構，在車輪上分別定義激勵點a、b、c，激勵點a為圓周切向方向的激勵點，在激勵點a處的車輪上粘貼一個質量塊，激勵點a垂直于質量塊側向方向加載，給車輪施加切向方向的加載力，激勵點b為圓周徑向方向的激勵，激勵點c為軸向方向的激勵點；

所述步驟E中搭建測試臺架的過程為：利用桁架搭建立方體結構的測試臺架，通過軟繩托起車輪并連接在測試臺架上；

所述車輪模態測試系統包括加速度傳感器、力錘、數據采集器、設置電腦，所述加速度傳感器和力錘連接在數據采集器上，所述設置電腦也連接在數據采集器上。

2.根據權利要求1所述的一種轎車車輪自由模態測試方法，其特征在于，所述步驟F中車輪模態測試流程包括以下步驟：

F1.在車輪模態測試準備階段，根據參考點位置和粘貼的加速度傳感器方向建立模態測試幾何模型；

F2.設置模態測試過程中的具體參數；

F3.選擇測試的參考點和激勵點，并在選擇的激勵點處進行錘擊測試，測試結束后判斷測試流程是否合理，如果所測試的傳遞函數在共振峰值處能量相對其他位置能量大100倍以上，同時相關函數在共振頻率處為0，在其他位置處為1，則更換下一激勵點進行測試,否則檢測試驗過程，調整采集參數設置，直至達到上述要求；

F4.不斷更新激勵 點和參考點，重復步驟F3，最后獲得所有點位置的傳遞函數矩陣。

3.根據權利要求1所述的一種轎車車輪自由模態測試方法，其特征在于，所述步驟G車輪模態頻率和模態振型仿真模擬的過程為：所述輪心、輪輻與輪圈連接形成輪心和輪輻的邊界約束，通過約束有限元模型中輪輻與輪圈連接處的自由度對應獲得輪輻輪心第一階模態振型和第二階模態振型；根據車輪尺寸，建立車輪簡化的有限元模型；利用車輪簡化的有限元模型獲得車輪第一階模態振型、第二階模態振型和第三階模態振型。

4.根據權利要求1所述的一種轎車車輪自由模態測試方法，其特征在于：所述步驟H中通過步驟G分析獲得的車輪仿真模態振型，對車輪試驗模態參數進行識別和確認。