吳斌,馮澤功,楊清
摘 要:文章基于用戶工況的實(shí)車載荷譜采集,針對(duì)某重型車橋開發(fā)的上推力桿支架,確定臺(tái)架試驗(yàn)載荷及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞:載荷譜;推力桿支架;臺(tái)架試驗(yàn);評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
中圖分類號(hào):U463 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ?文章編號(hào):1671-7988(2019)23-143-03
An Analysis on the Load Spectrum of Axle Bracket
Wu Bin, Feng Zegong, Yang Qing
( Shaanxi Hande Axle Co., LTD, Shaanxi Xian 710201 )
Abstract: In this paper, the rig test load and evaluation criteria are determined, based on the vehicle load spectrum of customer conditions, aiming at the upper bracket of axle.
Keywords: Load spectrum; Axle bracket; Rig test; Evaluation criteria
CLC NO.: U463 ?Document Code: A ?Article ID: 1671-7988(2019)23-143-03
前言
對(duì)于重型商用車的推力桿支架,在車輛的使用過程中具有載荷傳遞的作用,影響車輛的行駛安全,所以支架的壽命設(shè)計(jì)至關(guān)重要。而目前尚無相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行臺(tái)架驗(yàn)證,因此通過實(shí)車載荷譜信號(hào)采集,制定臺(tái)架試驗(yàn)載荷及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),以便設(shè)計(jì)壽命達(dá)到實(shí)際使用需求。
1 載荷譜采集
通過整車上推力桿的應(yīng)變信號(hào)采集,得到實(shí)車推力桿支架的極限載荷,采集狀態(tài)如圖1所示:
圖1 ?整車載荷譜采集
1.1 推力桿載荷標(biāo)定
通過臺(tái)架標(biāo)定獲悉載荷與應(yīng)變的關(guān)系,在上推力桿上粘貼應(yīng)變片進(jìn)行標(biāo)定,其中y為推力桿處應(yīng)變,x為對(duì)應(yīng)的載荷,圖2為臺(tái)架標(biāo)定的結(jié)果:
圖2 ?推力桿臺(tái)架標(biāo)定
由于上推力桿支架與V推相連,對(duì)上支架而言,承受主要載荷為沿V推力桿X方向的分解力,以下圖3為V推的受力狀態(tài)。
對(duì)于V推桿沿X方向載荷的計(jì)算公式如下:
Load_V_X=F1*cos(A/2)+ F2*cos(A/2) ? ? ? ? ? ?(1)
其中A為V推桿夾角,F(xiàn)1和F2分別為V推桿左右兩側(cè)載荷。
圖3 ?V推載荷分解
1.2 推力桿信號(hào)采集
通過在牽引車所使用的6種用戶工況下進(jìn)行信號(hào)采集,獲悉各個(gè)工況上推力桿支架的載荷,確定極限載荷范圍。
圖4 ?實(shí)車信號(hào)采集
以下表1和表2分別為用戶道路及極限工況的上支架載荷譜的極值統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù):
表1 ?用戶工況載荷統(tǒng)計(jì)值
表2 ?極限工況載荷統(tǒng)計(jì)值
可以看出,在緊急制動(dòng)和半坡起步工況下上推支架所承受的載荷是最大的,其中緊急制動(dòng)最大載荷-46.74kN,半坡起步最大載荷39.71kN,兩種工況載荷方向相反,與實(shí)際行駛工況受力方向一致。
2 臺(tái)架加載載荷的確定
2.1 臺(tái)架載荷的原則
關(guān)于臺(tái)架試驗(yàn)載荷的確定,一方面根據(jù)整車推力桿采集的最大載荷,作為參考;另一方面需考慮使用工況的載荷概率分布規(guī)律,要求極限載荷能夠滿足整車生命周期內(nèi)95%的運(yùn)行載荷工況,進(jìn)行修正。綜合以上兩點(diǎn)作為最終的臺(tái)架加載載荷。
2.2 臺(tái)架載荷的確認(rèn)
通過整車路譜采集可知,上推力桿最大載荷為-46.74kN,通過實(shí)車大數(shù)據(jù)分析可知修正系數(shù)約為1.2,經(jīng)過修正且圓整后,得到臺(tái)架試驗(yàn)載荷60kN。
為模擬制動(dòng)驅(qū)動(dòng)雙向工況,臺(tái)架加載波形為正弦波對(duì)稱循環(huán)加載,具體輸入?yún)?shù)如下:
表3 ?臺(tái)架試驗(yàn)參數(shù)
3 臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
臺(tái)架試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)使用某商業(yè)軟件進(jìn)行用戶道路與臺(tái)架試驗(yàn)關(guān)聯(lián)性計(jì)算,在等效過程計(jì)算偽損傷時(shí)S-N斜率按照材料實(shí)際的參數(shù)選擇。
選取用戶道路作為關(guān)聯(lián)計(jì)算的目標(biāo)載荷譜,對(duì)于用戶道路,分別選取高速公路、城市道路、非鋪裝道路三種路況按照實(shí)際行駛統(tǒng)計(jì)比例進(jìn)行載荷譜雨流外推,按照180萬公里進(jìn)行各段里程分配:
表4 ?用戶里程分配比例
圖5 ?用戶道路載荷譜
選取10s長(zhǎng)的一段正弦波信號(hào)作為臺(tái)架加載信號(hào),作為等效載荷譜,與用戶使用道路進(jìn)行關(guān)聯(lián),以便確定合適的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
圖6 ?臺(tái)架載荷10s信號(hào)
以用戶使用180萬公里作為等效關(guān)聯(lián),等效過程偽損傷比值保證100%,具體結(jié)果如下:
表5 ?臺(tái)架試驗(yàn)等效結(jié)果
按照該試驗(yàn)方法,若要滿足客戶180萬行駛里程,則要求最低壽命不低于20萬次合格。
4 結(jié)論
本文通過對(duì)用戶使用路面載荷譜采集獲得實(shí)際載荷數(shù)據(jù),找出各種工況下的最大載荷來確定臺(tái)架試驗(yàn)載荷。用戶
路面載荷譜與臺(tái)架載荷關(guān)聯(lián),確定臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。此方法保證臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果能夠反映實(shí)際的使用情況。
參考文獻(xiàn)
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