一种卡车车架局部变形特征测试评价装置及方法与流程

本发明涉及一种卡车车架性能评估领域，具体是一种卡车车架局部变形特征测试评价装置及方法。

背景技术：

随着汽车技术发展，汽车设计工具和方法在逐渐增多和日趋完善，但汽车要求也越来越高，汽车设计要求精细化，每一个汽车零部件设计都要关注细节。汽车车架是汽车最主要的承载零件，车架的性能直接影响到整车及关联零部件的性能。车架设计和验证手段有很多，cae分析需要准确的整车模型数据和路谱参数，但实际很难取得准确的相关数据，cae分析只能作为一种辅助手段进行车架的设计和评价，很难模拟实际真实情况。车架也可以通过专业车架性能测试台架进行性能验证，但目前测试实验室少，测试成本高，尤其是卡车车架性能测试机构更少，使得专业的车架性能验证技术很难普及使用。为了了解不同车架结构及其结构变化对安装在车架上的零件的影响，相关零件设计需要了解车架的局部变形情况，以便设计最优，避免冗余设计。因此需要一种能够简单、快速了解车架真实变形情况的测试评价方法和装置。

技术实现要素：

本发明为了对比分析卡车车架局部变形情况，从而分析车架结构对安装在车架上零件的影响，提供了一种采用简单、快速的卡车车架局部变形特征测试评价装置及方法来评价车架局部变形特征。

本发明是通过以下技术方案实现：一种卡车车架局部变形特征测试评价装置，包括基座，与卡车的右前轮、左前轮、右中轮、左中轮、右后轮及左后轮分别支撑配合的右前活动座、左前活动座、右中活动座、左中活动座、右后活动座及左后活动座，所述右前活动座、左前活动座、右中活动座、左中活动座、右后活动座及左后活动座分别嵌设于基座内，并且能够相对于基座上下伸缩，所述基座上表面在车架的右侧分别设有右前传感器、右后传感器，基座上表面在车架的左侧分别设有左前传感器、左后传感器，与右前传感器、右后传感器、左前传感器、左后传感器上下方向相对的车架上翼面或下翼面分别设有右前测点、右后测点、左前测点以及左后测点，所有测点均位于同一水平面内。

作为本发明装置技术方案的进一步改进，收缩后的各个活动座与基座上表面齐平，且基座边缘设置有便于卡车上下的坡道。

作为本发明装置技术方案的进一步改进，所述右前测点和右后测点分别位于右前轮的前后两侧。

作为本发明装置技术方案的进一步改进，所述左前测点和左后测点分别位于左前轮的前后两侧。

本发明进一步提供了一种卡车车架局部变形特征测试评价方法，采用的是上述评价装置，该评价方法包括以下步骤：

①测试前将卡车满载，各个车轮分别与相应的活动座支撑配合，安装好各个传感器以及测点，并将传感器与数据读取设备连接；

②启动装置，给装置输入路谱数据信息，各个活动座根据路谱信息产生z向移动，各个传感器的数据读取设备分别记录下车架上各个测点的z向位移；

③给装置输入连续路谱数据，记录动态状态下车架上各个测点的z向位移数据，计算获得局部车架的变形特征；或者根据路谱数据读取最大位移数据，给装置输入固定路谱数据，静态状态下读取车架上各个测点的z向位移数据，计算获得局部车架的变形特征；

④计算获得局部车架的变形特征时，以四个测点的任意一点为坐标原点，对其余三点进行坐标转化，转化成新的四点坐标，三点成一面，共计构成四个面，以其中任意一点到其余三点构成的参考面的距离的平均值来评价局部车架的变形情况，该平均值越小，说明局部车架的变形越小，对安装在局部车架上的零件影响越小；反之，则说明局部车架的变形大，对安装在局部车架上的零件影响大。

通过本发明所述卡车车架局部变形特征测试评价装置及方法的应用，能快速、简单的对比评价出不同车架结构的车架局部变形情况，对安装在车架上的零件及车架结构设计提供指导。也可以把车架区分为多个局部进行测试，多个局部构成车架整体，从而整体评价车架性能。为了更精确的评价车架局部变形情况，可以测试更多测点，取得数据，采用类似原理和方法进行测试和评价。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述卡车车架局部变形特征测试评价装置的使用状态图。

图2为本发明所述卡车车架局部变形特征测试评价装置的结构示意图。

图3为卡车车架局部变形表征图。

图中：1-卡车，2-车架，3-右前测点，4-左前测点，5-右后测点，6-左后测点，7-右前传感器，8-左前传感器，9-右后传感器，10-左后传感器，11-基座，12-右前轮，13-右前活动座，14-左前轮，15-左前活动座，16-右中轮，17-右中活动座，18-左中轮，19-左中活动座，20-右后轮，21-右后活动座，22-左后轮，23-左后活动座。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1所示，本实施例提供了一种6×4驱动形式的卡车，当然其他驱动形式车辆引起的评价装置活动座数量的变换也属于本发明所保护的范围。

如图2所示，一种卡车车架局部变形特征测试评价装置，包括基座11，与卡车1的右前轮12、左前轮14、右中轮16、左中轮18、右后轮20及左后轮22分别支撑配合的右前活动座13、左前活动座15、右中活动座17、左中活动座19、右后活动座21及左后活动座23，所述右前活动座13、左前活动座15、右中活动座17、左中活动座19、右后活动座21及左后活动座23分别嵌设于基座11内，并且能够相对于基座11上下伸缩，所述基座11上表面在车架2的右侧分别设有右前传感器7、右后传感器9，基座11上表面在车架2的左侧分别设有左前传感器8、左后传感器10，与右前传感器7、右后传感器9、左前传感器8、左后传感器10上下方向相对的车架2上翼面或下翼面分别设有右前测点3、右后测点5、左前测点4以及左后测点6，所有测点均位于同一水平面内。

在本发明中，所有测点可以都位于车架2的上翼面的局部区域，也可以位于下翼面的局部区域，当然也可以增加多个测点，这也属于本发明保护的范围。当测点位于车架2的局部区域时，该评价装置所评价的也是此区域的车架2性能。另外就是，在本发明中，测试评价前，各个传感器距离相应测点的距离完全相同。本实施例中所提及的传感器其实就是位移传感器，用于测试车架2上各个测点的位移。在本实施例中，所述活动座可以采用千斤顶制成。

为了便于卡车1上下基座11，收缩后的各个活动座与基座11上表面齐平，且基座11边缘设置有便于卡车1上下的坡道。

如图1所示，本实施例提供了四个测点的具体位置：所述右前测点3和右后测点5分别位于右前轮12的前后两侧，所述左前测点4和左后测点6分别位于左前轮14的前后两侧。四个测点分别位于前轮的前后两侧，则该评价装置所评价的为前轮附件区域的车架2的变形特征。

为了更清楚的说明本发明所述的测试评价装置，本发明提供了一种卡车车架局部变形特征测试评价方法，采用的是上述装置，该评价方法包括以下步骤：

①测试前将卡车1满载，各个车轮分别与相应的活动座支撑配合，安装好各个传感器以及测点，并将传感器与数据读取设备连接；

②启动装置，给装置输入路谱数据信息，各个活动座根据路谱信息产生z向移动，各个传感器的数据读取设备分别记录下车架2上各个测点的z向位移；

③给装置输入连续路谱数据，记录动态状态下车架2上各个测点的z向位移数据，计算获得局部车架2的变形特征；或者根据路谱数据读取最大位移数据，给装置输入固定路谱数据，静态状态下读取车架2上各个测点的z向位移数据，计算获得局部车架2的变形特征；

④计算获得局部车架2的变形特征时，以四个测点的任意一点为坐标原点，对其余三点进行坐标转化，转化成新的四点坐标，三点成一面，共计构成四个面，以其中任意一点到其余三点构成的参考面的距离的平均值来评价局部车架2的变形情况，该平均值越小，说明局部车架2的变形越小，对安装在局部车架2上的零件影响越小；反之，则说明局部车架2的变形大，对安装在局部车架2上的零件影响大。

在本发明中，启动装置前，卡车1满载，各个车轮分别与相应的活动座支撑配合，卡车1前后左右可以通过钢丝等牵引的形式作为保护措施，避免汽车从装置上滑下来。而且这些牵引形式并不影响卡车1的上下移动。

在本发明所述的方法中，基座11内部集成有驱动系统和控制系统，所述驱动系统和控制系统为本领域公知常识。在本发明中，各个活动座可根据车辆路谱信息，在控制系统和驱动系统的作用下，活动座相对基座11可以上下往复运动（z向），具体上下运动位移以及频率可以根据输入信号确定。

在本发明中，所使用的路谱数据为卡车1在实际道路运行过程中路面不平度的功率谱密度曲线。

在计算获得动态状态下局部车架2的变形特征时，输入的是连续路谱数据，数据读取设备记录的是动态状态下车架2上各个测点的z向位移数据（上下方向位移数据），最后计算获得的也是局部车架2的动态变形曲线。

在计算获得静态状态下局部车架2的变形特征时，输入的是路谱数据中最大的位移数据（最大z向位移数据，或者最大不平度的路面信息），输入的是固定路谱数据，数据读取设备记录的是静态状态下车架2上各个测点的z向位移数据（上下方向位移数据），最后计算获得的也是局部车架2的静态固定数据。

在本发明中，数据读取设备记录的是各个测点的z向位移数据，x向（卡车1的左右方向）和y向（卡车1的前后方向）认为没有变化。具体以四个测点的任意一点为坐标原点，对其余三点进行坐标转化，转化成新的四点坐标，三点成一面，共计构成四个面，以其中任意一点到其余三点构成的参考面的距离的平均值来评价局部车架2的变形情况，该平均值越小，说明局部车架2的变形越小，对安装在局部车架2上的零件影响越小；反之，则说明局部车架2的变形大，对安装在局部车架2上的零件影响大。

图3示意了点d到点a、b、c构成面的距离l，同样可得到点c到点a、b、d构成面距离l1、点b到点a、c、d构成面距离l2、点a到点b、c、d构成面距离l3，用l、l1、l、l2、l3的平均值来评价车架2的局部变形特征，即用（l+l1+l+l2+l3）/4的值来评价局部车架24的局部变形特征。

为了更精确的评价车架2的局部变形情况，可以测试更多的测点，取得相应的数据，采用类似原理和方法进行测试和评价。

本发明所述的测试评价方法和装置能够集成使用，以便减少装置成本。而且本发明所述的方法能够通俗易懂，简单、真实的反应车架局部变形情况。同时，测试原理简单，容易实现，最好能与现有的测试设备关联或集成。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。