轻卡驾驶室动应力测试及分析.pdf

检测与控制 2 0 1 3 年 第3 期 第2 6 卷 总 第1 2 5 期 机械 研究 与应用 轻卡驾驶 室动应力测试及分析 刘万里 覃 国周 杨 杰 重庆 车辆检测研究院 国家客车质量监督检验 中心 重庆4 0 1 1 2 2 摘要 针对某新型轻卡在道路耐久实验中出现的驾驶室局部开裂现象 通过进行动应力测试 采集了该驾驶室各测 点的动应力 对测点的动态响应进行了时域分析和频谱分析 结果表明 部分测点动应力较高 且在一阶模态频率处 振动能量最大 动应力频谱分析中的谐振频率与有限元计算的模态频率吻合较好 均表明该驾驶室的一阶 二阶模 态 频率较接 近 导致驾驶室在行驶 中会存在耦合振动 降低 了该驾驶 室的疲劳强度 通过分析 为该驾驶 室结构改进 指 出 了方 向 关键 词 轻卡驾驶室 动应 力测试 频谱分析 有限元 中图分类号 T H 1 2 3 4 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 7 4 4 1 4 2 0 1 3 0 3 0 1 4 2 0 2 Th e Dy n a m ic S t r e s s Te s t a n d An a l y s is f o r Lig h t Tr u ck Ca b uU Wa n l i Q I N G u o z h o u Y A N G J ie C h o n g q i n g V e h i cl e T e s t R e s e a r ch I n s t C o L t d N a t io n a l C o a ch Q u a l i t y S u p e r v i s i o n T e s t i n g C e n t e r C h o n g q in g 4 0 1 1 2 2 C h in a Ab s t r a ct Aimin g a t t h e cr a ck in g o f a l ig h t t r u ck a t s o me l o ca t io n in r o a d e n d u r a n ce t e s t t h e d y n a mic s t r e s s t e s t o f t h e ca b is co nd u ct e d The t ime his t o r y o f t h e me a s u r in g p o in t s is a cqu ir e d a n d t h e co r r e s p o n din g fre q ue ncy s p e ct r a l ch a r a ct e r is t ics o f t h e s e d y n a mic S t r e s s r e s p o n s e s a r e a n a l y z e d I n o r d e r t o imp r o v e t h e s t r e s s r e s p o n s e t h e fi n it e e l e me n t a n a l y s is is a l s o s imu l a t e d Bo t h t h e e x p e ri me n t a l r e s ul t s a n d s imu l a t io n r e s ul t s a r e in g o od a g r e e me n t wit h e a ch o t h e r a nd t h e s e r e s ul t s s h o w t h a t s o me t h e me a s u r in g p o in t s h a v e h ig h e r d y n a mic s t r e s s a n d a mo d a l f r e q u e n cy v ib r a t io n e n e r g y t h e fir s t a n d s e co n d o r d e r mo d a l f r e q u e n cy o f t h e ca b a r e cl o s e t o e a ch o t h e r w h ich r e s u l t s in t h e mo t io n co u p l in g in v ib r a t io n a n d t h e d e cr e a s in g o f f a t ig u e s t r e n g t h Th e s e a na l y s is il l u s t r a t e t h e dir e ct io n f o r t he ca b s t r u ct u r e imp r o v e me n t s Ke y wor d s l ig h t t r uck ca b d y na mic s t r e s s t e s t f r e q u e ncy s p e ct rum a na l y s is fi nit e e l e me n t 1 引 言 驾驶室作为卡车重要总成之一 其疲劳强度一直 受到设计者和用户的关注 车辆经过长期 的使用 驾 驶室可能会出现局部开裂的现象 通常情况下 针对 这样的现象 在开裂处采用局部加强的方法来提高静 强度 这种方法未考虑结构 的动态特性 由于未从根 本上解决问题 可能使其他部位 出现新的破坏 J 同 时危险部位的应力谱是进行部件疲 劳寿命评估 和可 靠性设计的基本数据 因此对驾驶室进行动应力测试 分析是十分必要的 某公司新开发的轻卡驾驶室在进行道路耐久实 验过程 中 驾驶室前围局部出现开裂 为 了解该驾驶 室的动态特性 在国家客车质量监督检验 中心对其进 行动应力测试和分析 并为驾驶室提出改进意见 2 动应 力测试 2 1 道 路耐 久实验 通过实车在试验场耐久性路面上行驶 采集驾驶 室前后悬置处的加速度信号 对部分微弱信号进行删 减编辑 使用 M T S整车道路模拟实验 系统进行时域 模拟迭代 得到驱动信号 从 而再现 了道路耐久实验 工况 道路模拟实验系统如图 1 所示 2 2动应力测试原理及测试系统组成 应力测试技术已在 国内外许多领域广泛应用 已 经成为了一门完整的科学方法 最常用的有应变 电 测法 光学方法和声学方法 其中 应变电测法采用 应变片为传感元件 是一种应用广泛 使用经验成熟 的方法 使用时将应变片胶接在被测应变构件上 被 测应变片通过基片带动应变片电阻丝变形 使电阻发 生相应的变化 电阻的变化值与被测构件的应变 值之间的函数关系如式 1 从而实现应变 到电阻的 转换 动应力测试系统 由应变片 动态应变仪 数据 采集仪 笔记本电脑等组成 d R 1 盯 E 1 式中 为电阻丝泊松比 1 T 为