[发明专利]一种扭力梁式悬架轮心的动态载荷获取方法

说明书

本发明涉及一种扭力梁式悬架结构的轮心动态载荷获取方法，具体步骤如下：第一步：载荷灵敏度分析；第二步：试验方案制定及实施；第三步：动态荷载采集；第四步：动态载荷解耦；第五步：动态载荷校验。本发明通过CAE仿真确定应变片测量方案，利用加载设备和载荷传感器分别进行轮心载荷与应变标定试验，得到应变与各载荷的标定系数，通过总体标定系数矩阵获取各载荷的参与因子，进而将测试应变信号转换获得扭力梁式悬架轮心动态载荷时域信号。相对于六分力仪，本发明由于采用粘贴应变片测量应变响应，从而间接地获得扭力梁式悬架轮心载荷，其成本较低、采集周期短，且与六分力仪采集的轮心载荷一致性较好。

技术领域

本发明涉及汽车整车及零部件的结构设计领域，尤其涉及一种扭力梁式悬架结构的轮心动态载荷获取方法。

背景技术

汽车整车及零部件的结构设计，研发前期需经过CAE分析、优化和DV试验层层验证，满足设计目标后才能开展后续的整车可靠性道路试验验证，其中关键环节是快速获取轮心动态载荷。

目前，整车载荷获取主要采用半解析法，即通过六分力采集轮心动态载荷，结合多体动力学仿真及迭代，将采集的轮心载荷分解到各系统零部件，作为CAE疲劳分析的载荷输入，进行结构疲劳分析及优化。采用六分力传感器能精确地测量整车行驶过程中路面激励在轮心处的响应，其优点是系统稳定、测试精度高，缺点是六分力仪的购买及维护费用昂贵，使用门槛较高，适配器制作周期长，导致采集周期长，难以保证项目载荷分析进度。因此，采用一些获取成本较低、周期短的替代方法相对精准地获取轮心动态载荷，具有非常现实的工程价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种扭力梁式悬架轮心动态载荷获取方法，解决用六分力传感器测量行驶过程中路轮心处的响应而产生的测量设备昂贵、保养和维修成本高以及响应采集周期长的问题，同时保证扭力梁式悬架轮心动态载荷获取精度，为CAE分析、试验验证提供载荷输入。

为实现发明目的采用的技术手段如下：

一种扭力梁式悬架轮心的动态载荷获取方法，具体步骤如下：

第一步：载荷灵敏度分析：建立后悬架系统有限元分析模型；并按照标准工况，采用非线性有限元软件对后悬架系统有限元分析模型进行应力分析，获取扭力梁在各标准工况下的应力状态，罗列出载荷敏感应力点及其表面应力状态和云图。

第二步：试验方案制定及实施：根据扭力梁在各标准工况下的应力状态和云图，结合惠斯通电桥特点，制定扭力梁测量应变片粘贴位置及组桥方案；然后，组建扭力梁标定实物台架，并依据试验台架标定数据建立总体标定系数矩阵；在然后，利用整车装配标定验证总体标定系数矩阵是否满足对角占优的条件；若不满足，则重新制定扭力梁测量应变片粘贴位置及组桥方案；若满足，继续下一步；

第三步：动态荷载采集：完成整车可靠性道路动态载荷采集，获取扭力梁测量应变片的动态应变信号以及其他内部信号；

第四步：动态载荷解耦：结合第二步的总体标定系数矩阵和第三步的测量应变片动态应变信号，完成解耦并获得扭力梁悬架轮心动态载荷；

第五步：动态载荷校验：根据第四步获得的扭力梁悬架轮心动态载荷，进一步完成合力及特殊工况荷载校验，然后将荷载校验结果输入多体仿真模型，对比仿真模型的输出结果与第三步中采集的内部信号相对应的动态载荷信号的一致性；若两者的一致性不满足，跳转至第二步重复流程；若两者的一致性满足，则直接输出扭力梁悬架轮心三向动态载荷。

具体地，所述后悬架系统有限元分析模型包括扭力梁、减震器、螺旋弹簧及衬套组成的有限元分析模型。

具体地，内部信号包括后轴左右螺旋弹簧位移、后轴左右轴头加速度、后轴左右减震器力和GPS信号。