一種測量擺臂球頭受力的方法
【專利摘要】一種測量擺臂球頭受力的方法，首先將4個應(yīng)變片分別等距離粘貼在擺臂球頭的前后左右最大圓處，均與球頭銷的軸向平行；將前后兩個應(yīng)變片串聯(lián)組成臨邊半橋，當擺臂球頭承受車輛前后方向力作用時，可通過測量橋路的輸出電壓來測量擺臂球頭X方向受力；左右兩個應(yīng)變片串聯(lián)組成臨邊半橋，可測量擺臂球頭Y方向受力；然后利用作動器對擺臂球頭分別進行縱向和側(cè)向加載并記錄加載力，用數(shù)據(jù)采集設(shè)備記錄相應(yīng)應(yīng)變，擬合得出應(yīng)變和力的變化關(guān)系曲線；最后進行測量。本發(fā)明不需要專門的力傳感器，成本比較低廉，且測量結(jié)果精確，可以對不同車型的各種類型擺臂球頭的受力進行實車測量，通用性較高。
【專利說明】一種測量擺臂球頭受力的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車測試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及汽車懸架上的擺臂球頭在汽車行駛過程的一種受力測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]擺臂球頭是汽車懸架系統(tǒng)中連接擺臂與轉(zhuǎn)向節(jié)的一個零部件，在汽車行駛過程中主要承受縱向力和側(cè)向力的作用。在進行擺臂球頭結(jié)構(gòu)設(shè)計時，為了保證強度，就必須要知道其實際受力情況，這也是進行懸架系統(tǒng)設(shè)計分析時重要的輸入載荷。
[0003]目前沒有直接測量擺臂球頭受力的方法，要得到擺臂球頭在汽車行駛過程中的受力情況，必須先利用車輪六分力傳感器測量得到車輪中心部位的受力，再利用CAE的手段將車輪中心部位的受力分解為擺臂球頭的受力。
[0004]這種方法需要進口的車輪六分力傳感器，不僅價格昂貴，測量不同車型也需要制作相應(yīng)的車輪適配器，測試周期較長；測量結(jié)果需要進一步分解才能得到具體零部件的受力，也使得數(shù)據(jù)的準確性大打折扣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種直接測量擺臂球頭受力的方法，可以在車輛行駛過程中直接測量汽車懸架上擺臂球頭承受的X方向力(縱向、前后方向)和Y方向力(側(cè)向、左右方向)。
[0006]本發(fā)明利用應(yīng)變測量原理在測量擺臂球頭的受力。其方法如下:
1、應(yīng)變片設(shè)置:將4個應(yīng)變片分別等距離粘貼在擺臂球頭的前后左右最大圓處，均與球頭銷的軸向平行。前后兩個應(yīng)變片串聯(lián)組成臨邊半橋，當擺臂球頭承受車輛前后方向力作用時，一個應(yīng)變片承受拉伸作用，其阻值增大，另一個應(yīng)變片承受壓縮作用，其阻值減小，兩個應(yīng)變片的阻值變化之差與橋路的輸出電壓和擺臂球頭承受的X方向力均承線性關(guān)系，因此橋路的輸出電壓和擺臂球頭承受的X方向力也承線性關(guān)系，即可通過測量橋路的輸出電壓來測量擺臂球頭X方向受力；左右兩個應(yīng)變片串聯(lián)組成臨邊半橋，按照同樣的原理，即可測量擺臂球頭Y方向受力。
[0007]2、標定:利用作動器對擺臂球頭分別進行縱向和側(cè)向加載并記錄加載力，用數(shù)據(jù)采集設(shè)備記錄相應(yīng)應(yīng)變，即同時記錄兩個方向的應(yīng)變，以判斷標定信號是否正常，將測得的應(yīng)變值和記錄的力進行擬合得出應(yīng)變和力的變化關(guān)系曲線；
3、測量:將標定后的擺臂球頭安裝到待測車輛上，連接好數(shù)據(jù)采集設(shè)備后進行調(diào)試，調(diào)試完成后即可進行擺臂球頭的受力測量。
[0008]本發(fā)明不需要專門的力傳感器，成本比較低廉，且測量結(jié)果精確，可以對不同車型的各種類型擺臂球頭的受力進行實車測量，通用性較高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是左擺臂球頭貼片位置及應(yīng)變片編號示意圖；圖2是右擺臂球頭貼片位置及應(yīng)變片編號示意圖；
圖3是擺臂球頭X方向接線方式示意圖；
圖4是擺臂球頭Y方向接線方式示意圖；
圖中，1-應(yīng)變片Rl、2-應(yīng)變片R2、3-應(yīng)變片R3、4-應(yīng)變片R4、5-左擺臂球頭、6-右擺臂球頭、7-紅色橋壓正極、8-綠色輸出負極、9-黑色橋壓負極。
【具體實施方式】
[0010]本發(fā)明的【具體實施方式】包括以下步驟:
A、準備工作:先用粗砂紙將要貼片的位置除去表面鍍層，并打磨光滑；測量球頭圓錐最大圓的直徑，算出1/4弧長，用游標卡尺在圓錐面上將圓錐最大圓分為4個1/4圓弧，用劃針將劃分點痕跡加深；用細砂紙將劃線后確定的四個貼片位置沿軸線45度角打磨，直到表面光滑為止；用鑷子夾少量棉花沾酒精，沿一個方向擦洗貼片位置，更換棉花直到棉花上無污跡為止。
[0011]B、應(yīng)變片粘貼:如圖1-圖2所示，將應(yīng)變片R1、R2、R3、R4分別粘貼在左擺臂球頭5上右擺臂球頭6用同樣的貼法分別貼四片應(yīng)變片，用同樣的原理和方法同時進行測試。應(yīng)變片Rl粘貼在左側(cè)，應(yīng)變片R2粘貼在前側(cè)，應(yīng)變片R3粘貼在右側(cè)，應(yīng)變片R4粘貼在后側(cè)，所有應(yīng)變片的電阻絲均與球頭銷的軸向平行。具體粘貼方法為:將挑選出來的應(yīng)變片焊接面粘在透明膠帶上，然后根據(jù)劃線位置，應(yīng)變片軸向定位線跟1/4圓弧劃分點重合，確定定位準確后，揭起一端透明膠帶，在應(yīng)變片底部擠少量膠水，然后沿膠帶揭起方向?qū)?yīng)變片進行擠壓，將多余膠水擠出，用手指按壓2分鐘。
[0012]C、焊接引線:按照圖3所示，將應(yīng)變片R2和R4串聯(lián)組成臨邊半橋，具體連線方式為:應(yīng)變片R2的一個引線連接紅色橋壓正極7，應(yīng)變片R2、R4各有一個引線連接綠色輸出負極8，應(yīng)變片R4的一個引線連接黑色橋壓負極9。將應(yīng)變片Rl和R3串聯(lián)組成臨邊半橋，具體連線方式為--應(yīng)變片Rl的一個引線連接紅色橋壓正極7，應(yīng)變片Rl、R3各有一個引線連接綠色輸出負極8，應(yīng)變片R3的一個引線連接黑色橋壓負極9。
[0013]D、標定:當擺臂球頭承受車輛前后方向力作用時，應(yīng)變片R2和R4中的一個應(yīng)變片承受拉伸作用，其阻值增大，另一個應(yīng)變片承受壓縮作用，其阻值減小，兩個應(yīng)變片的阻值變化之差與橋路的輸出電壓和擺臂球頭承受的X方向力均承線性關(guān)系，因此橋路的輸出電壓和擺臂球頭承受的X方向力也承線性關(guān)系，即可通過測量應(yīng)變片R2和R4組成的橋路輸出電壓來測量擺臂球頭X方向受力；按照同樣的原理，即可通過測量應(yīng)變片Rl和R3組成的橋路輸出電壓來測量擺臂球頭Y方向受力；利用作動器對擺臂球頭分別進行縱向和側(cè)向加載并記錄加載力，用數(shù)據(jù)采集設(shè)備記錄相應(yīng)應(yīng)變(同時記錄兩個方向的應(yīng)變，以判斷標定信號是否正常，例:對X方向進行標定時，代表Y方向的應(yīng)變值不應(yīng)超過代表X方向應(yīng)變值的10%)，將測得的應(yīng)變值和記錄的力進行擬合得出應(yīng)變和力的變化關(guān)系曲線。
[0014]E、測量:將標定后的擺臂球頭安裝到待測車輛上，連接好數(shù)據(jù)采集設(shè)備后進行調(diào)試，調(diào)試完成后即可進行擺臂球頭的受力測量。
【權(quán)利要求】
1.一種測量擺臂球頭受力的方法，所述方法包括: (1)應(yīng)變片設(shè)置:將4個應(yīng)變片分別等距離粘貼在擺臂球頭的前后左右最大圓處，均與球頭銷的軸向平行；將前后兩個應(yīng)變片串聯(lián)組成臨邊半橋，當擺臂球頭承受車輛前后方向力作用時，一個應(yīng)變片承受拉伸作用，其阻值增大，另一個應(yīng)變片承受壓縮作用，其阻值減小，兩個應(yīng)變片的阻值變化之差與橋路的輸出電壓和擺臂球頭承受的X方向力均承線性關(guān)系，因此橋路的輸出電壓和擺臂球頭承受的X方向力也承線性關(guān)系，即可通過測量橋路的輸出電壓來測量擺臂球頭X方向受力；左右兩個應(yīng)變片串聯(lián)組成臨邊半橋，按照同樣的原理，即可測量擺臂球頭Y方向受力； (2)標定:利用作動器對擺臂球頭分別進行縱向和側(cè)向加載并記錄加載力，用數(shù)據(jù)采集設(shè)備記錄相應(yīng)應(yīng)變，即同時記錄兩個方向的應(yīng)變，以判斷標定信號是否正常，將測得的應(yīng)變值和記錄的力進行擬合得出應(yīng)變和力的變化關(guān)系曲線； (3)測量:將標定后的擺臂球頭安裝到待測車輛上，連接好數(shù)據(jù)采集設(shè)備后進行調(diào)試，調(diào)試完成后即可進行擺臂球頭的受力測量。
【文檔編號】G01L1/22GK103512684SQ201310463374
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】王萬英, 羅英, 唐軼侃, 鄭安普, 方川 申請人:重慶長安汽車股份有限公司