悬架系统固定反力耐久试验

Fixed –Reacted Durability Testing for Suspension System

发布时间:2011-08-18
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对以承载式车身设计的轿车试验研究而言,适用于前悬架或后悬架系统的耐久试验是众多零部件和系统试验中最主要的部分之一。多通道轴耦合道路模拟耐久试验台作为常规的试验设备,在开发和认证试验中有着广泛的用途

目前,MTS系统公司能提供给每个车轮模拟Fx、Fy 、Fz、Mx、My和Mz合计6个自由度,两个车轮合计12个通道的道路模拟试验台。由于这些试验设备都配备了最新的数字直接控制技术和通道数据解耦的矩阵算法软件,因此对提高室内台架的结构耐久试验质量,提供了非常重要的基础保证。

但是,为了有效地在台架试验上进行多轴耐久试验,尤其是台架试验结果能与试车场的试验结果有效地相关,在工程上做到台架试验结果可信,并且可以替换某些考核试件的道路耐久试验,有必要在整个台架试验过程的某些细节上完整考虑。

1. 试验台架类型的选择和搭建

根据不同用户对试验试件和辅助试件取用的简便性,目前悬架系统固定反力耐久试验台架有下列两种:

(1)用一套在某些尺寸范围内可调的钢结构夹具来固定悬架系统,完成与试验台架的链接(如图1和图2)。它的最大优点:这套钢结构台架可以在一定程度上,兼容某些车型,可反复使用,从而降低后续试验的工作量和后续的试验成本。它的最大缺点:对试件和刚性夹具的链接处试件试验故障,很难判断其可信度。夹具考虑侧重点:对在X、Y和Z方向的连接面夹具受力考虑以拉压力为主,剪切力为辅。


图1钢结构夹具试验实例


图2钢结构夹具试验实例

(2)用试件原来配套的车身一部分作为夹具来固定悬架系统,再用一些通用性的夹具来完成与试验台架的链接(如图3)。它的最大优点:试验考核的试件与其车身的链接与实际车辆一模一样,保证了其链接面和链接点的刚度和强度的一致性,提高该区域试验结果的可信度。它的最大缺点:除了主机厂外,其他零部件供应商对获取试验用的车身不方便;对同样试验的多套试件进行多轮耐久试验,则用车身做为夹具的车身,其本身的疲劳需要随时关注。


图3用车身作为夹具的试验实例


图4斜支撑在系统台架夹具中的应用

2. 不同类型的试验台架生成不同的系统传函

不同的试验台架在实际试验工作中会碰到不同的试验问题。问题的根源来自于试验台架的固有特性不一样,造成其系统的传递函数不一样。 理论上,一套刚度较大(固有频率较高)的夹具,对台架试验迭代驱动信号是非常有利的,但实际是在具体工作中很难做到X、Y和Z三个方向的刚度都很好。为了改善这方面的不足,有时在试验中需要增加辅助支撑。用斜支撑来改善系统的传递函数,便于较好完成迭代试验(见图4)。

3. 多轴模拟台架试验对数采通道的要求

为了较好地生成台架的驱动信号和评价台架迭代试验的质量,在道路谱数据采集时,必须采集足够多的数据通道。其目的是:建立非正交矩阵(FRF)时作为系统的输出通道;用相关通道的相关性来检查数据采集通道是否有差错。

4. 正确应用RPC Pro软件中的数据处理技术

数据处理技术包括:对台架模拟频率范围的选取、非正交矩阵在迭代过程中的应用和疲劳损伤的对比计算。

5. 实时监控台架运行过程中信号的变化

对监控试件处的应变信号有困难的,选用台架自身的力和位移传感器作为耐久试验的监控通道不失为有效的选择。一旦发现有异常的信号,这是台架和试件有问题变化的前兆。如果纵向或侧向信号幅值的大变化,说明试验系统发生了很大的变化,在新一轮耐久试验之前,务必谨慎考虑。

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