白雪娟，王　磊

(長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心 河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000)

穩(wěn)定桿吊桿受力試驗(yàn)方法研究

白雪娟，王磊

(長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心 河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000)

摘要：針對(duì)一種穩(wěn)定桿吊桿結(jié)構(gòu)出現(xiàn)膠套磨損的失效模式，對(duì)吊桿受力情況進(jìn)行試驗(yàn)研究，提出了一種通過(guò)測(cè)試應(yīng)變計(jì)算受力的試驗(yàn)方法。

關(guān)鍵詞：吊桿；應(yīng)變測(cè)試；受力

1引言

隨著試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)變測(cè)試技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。一般來(lái)說(shuō)，在汽車工程試驗(yàn)方面，應(yīng)用應(yīng)變測(cè)試主要有兩方面，一是通過(guò)測(cè)試應(yīng)變計(jì)算應(yīng)力，分析汽車零部件強(qiáng)度；二是通過(guò)標(biāo)定的方法找到零部件受力和應(yīng)變關(guān)系曲線，從而通過(guò)測(cè)試動(dòng)態(tài)應(yīng)變計(jì)算零部件受力情況。

本文針對(duì)某車型穩(wěn)定桿吊桿出現(xiàn)膠套磨損的失效問(wèn)題，依據(jù)吊桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了一種通過(guò)測(cè)試應(yīng)變計(jì)算受力的試驗(yàn)方法。

2測(cè)試應(yīng)變

2.1測(cè)試方案

為了測(cè)試穩(wěn)定桿吊桿應(yīng)變，首先應(yīng)選擇合適規(guī)格的應(yīng)變片。本次測(cè)試，選擇中航電測(cè)生產(chǎn)的規(guī)格為350歐姆應(yīng)變片。為了方便對(duì)比，分別在車輛左側(cè)和右側(cè)穩(wěn)定桿吊桿的對(duì)稱位置沿著吊桿軸向各粘貼一個(gè)應(yīng)變片。檢查貼片質(zhì)量，確保粘貼位置準(zhǔn)確無(wú)誤后，將應(yīng)變片與數(shù)據(jù)采集設(shè)備相連接。

本次測(cè)試采用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備為eDAQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固耐用，可以實(shí)現(xiàn)所有模擬信號(hào)通道相互獨(dú)立并且同步采集。每通道最高采樣頻率達(dá)100kHz，完全滿足測(cè)試需求。

測(cè)試過(guò)程中，單個(gè)應(yīng)變片組成1/4橋，采樣頻率設(shè)置為1024Hz，采用butterworth低通濾波，濾波截止頻率80Hz，測(cè)試工況為某試車場(chǎng)可靠性環(huán)路。

2.2測(cè)試結(jié)果

由專業(yè)司機(jī)開車到某試車場(chǎng)可靠性環(huán)路工況下測(cè)試穩(wěn)定桿吊桿動(dòng)態(tài)應(yīng)變，重復(fù)測(cè)試3次，測(cè)得應(yīng)變數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)圖1。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理，可得到左右兩側(cè)的穩(wěn)定桿吊桿最大動(dòng)態(tài)拉應(yīng)變?yōu)?172με。

圖1　應(yīng)變數(shù)據(jù)

3標(biāo)定方法

3.1安裝標(biāo)定工裝

從車輛拆下穩(wěn)定桿吊桿，安裝到設(shè)計(jì)好的標(biāo)定工裝上(見(jiàn)圖2)。要完成標(biāo)定，必須包含力傳感器、加力裝置和eDAQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。試驗(yàn)時(shí)，將吊桿一端通過(guò)螺栓固定到工裝上，另一端與力傳感器相連。力傳感器的另一端與加力裝置連接并固定。應(yīng)變片和力傳感器均通過(guò)連接線束連到eDAQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

圖2　標(biāo)定工裝

3.2標(biāo)定過(guò)程

標(biāo)定前，開啟eDAQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，設(shè)置測(cè)試文件，輸入應(yīng)變片和力傳感器的靈敏度系數(shù)等參數(shù)，并設(shè)置采樣頻率為1024Hz。然后清零，確保初始信號(hào)無(wú)異常后開始標(biāo)定。

標(biāo)定方法是，先通過(guò)加力裝置對(duì)吊桿加載和卸載3次，以消除安裝間隙，并根據(jù)應(yīng)變數(shù)值范圍確定標(biāo)定的力值區(qū)間。然后分段加載到指定力值，例如從力值為0開始記錄，穩(wěn)定1min，加載到50N，穩(wěn)定1min，加載到100N，依次類推，分別加載到150N、200N、250N、300N、400N、500N、600N、700N、800N、900N、1000N，卸載，然后進(jìn)行下一次標(biāo)定。重復(fù)標(biāo)定3次，記錄力值和應(yīng)變曲線(見(jiàn)圖3)。

圖3　標(biāo)定應(yīng)變曲線

根據(jù)測(cè)得的標(biāo)定應(yīng)變曲線，從中抽取相應(yīng)的力值對(duì)應(yīng)的應(yīng)變數(shù)據(jù)，見(jiàn)表1。由表1數(shù)據(jù)可以擬合出力—應(yīng)變關(guān)系曲線，見(jiàn)圖4，其函數(shù)關(guān)系式為y=0.529x-6.207，擬合曲線的相關(guān)系數(shù)為0.999，表示曲線呈線性，符合標(biāo)定的要求。

表1　力值和應(yīng)變數(shù)據(jù)

圖4　力—應(yīng)變關(guān)系曲線

4計(jì)算受力

標(biāo)定完成后，可以根據(jù)力—應(yīng)變關(guān)系曲線和相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式計(jì)算出穩(wěn)定桿吊桿在實(shí)際行車工況下的受力情況。

穩(wěn)定桿吊桿在試車場(chǎng)行車工況下動(dòng)態(tài)應(yīng)變最大值為1172με，計(jì)算得到的實(shí)際受力為614N。

5結(jié)論

基于以上實(shí)際測(cè)試和分析計(jì)算過(guò)程，可以得出結(jié)論，通過(guò)測(cè)試應(yīng)變計(jì)算受力的試驗(yàn)方法是可行的。對(duì)于類似穩(wěn)定桿吊桿結(jié)構(gòu)的汽車零部件，如果受力情況單一，那么都可以通過(guò)上述測(cè)試應(yīng)變的方法得到受力情況。此方法解決了長(zhǎng)期以來(lái)一些汽車零部件動(dòng)態(tài)受力情況難以測(cè)試的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]馮超,鄔惠樂(lè),余志生,等.汽車工程手冊(cè)(試驗(yàn)篇)[M].北京:人民交通出版社,2000.

[2]程乾生.數(shù)字信號(hào)處理[M].北京:北京大學(xué)出版社,2003.

[3]余志生．汽車?yán)碚揫M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002．

[4]何渝生,等.汽車振動(dòng)學(xué)[M].北京:人民交通出版社,1990.

Research on Test Method for Stress of Suspender

Bai Xuejuan,Wang Lei

(Technology Center of Great Wall Motor Company Limited,Hebei Automobile Technology Research Center, Baoding 071000,Hebei,China)

Abstract：According the failure mode of gum cover wear of suspender structure,the stress of suspender is studied in the paper,and a test method for the stress calculation of suspender is proposed by strain test.

Keywords:suspender;strain test;stress

[收稿日期]2016-02-19

[作者簡(jiǎn)介]白雪娟(1983—)，女，本科，主要從事整車數(shù)據(jù)采集及信號(hào)處理以及零部件應(yīng)變測(cè)試方面工作。

中圖分類號(hào)：U463.33

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1674-3407.2016.01.013