汽車輪荷測量儀結(jié)構(gòu)解耦與優(yōu)化研究.pdf

1、在車輛的設(shè)計領(lǐng)域，質(zhì)心位置對汽車的安全性能的影響較大。側(cè)傾法是實現(xiàn)多軸汽車質(zhì)心測量的新方法之一，測量過程的核心是要求輪荷測量儀在傾斜狀態(tài)下有較高的測量精度。由于在傾斜狀態(tài)下測量輪荷時，作用在測量儀上切向力與法向力對其彈性體應(yīng)變部位的輸出產(chǎn)生耦合的作用，因此實現(xiàn)輪荷測量儀的解耦成為本課題的關(guān)鍵。
　　首先，闡述了輪荷測量原理，并根據(jù)測量儀在測量輪荷時的實際工況，建立測量臺彈性體在水平、斜狀兩種狀態(tài)下的力學(xué)模型。通過理論分析和計算，推

2、導(dǎo)出彈性體的約束反力和測量臺的應(yīng)變輸出與載荷的關(guān)系。分析彈性體在傾斜狀態(tài)下，受到切向分力時通槽部位的應(yīng)變輸出變化情況，研究其耦合機(jī)理；分析結(jié)果證明彈性體可以在結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)解耦，并自動補(bǔ)償由溫度引起的耦合量。
　　其次，對比研究2Cr13、40CrNiMoA、0Cr17Ni4Cu4Nb三種鋼材和硬鋁合金這四種材料的力學(xué)性能。先采用梁的簡化模型，分別進(jìn)行理論計算、有限元仿真分析和實驗研究。四種材料的實驗結(jié)果對比驗證有限元仿真過程的有效性

3、，并為彈性體材料的選擇提供依據(jù)。合理選擇彈性體的材料，以改善彈性體的力學(xué)性能，同時降低由材料力學(xué)性能差異引起的滯后性、蠕變，從而減小測量儀的測量誤差。
　　再次，利用ANSYS軟件的批處理功能，通過 APDL編寫命令流程序，采用單因素和多因素兩種方法對彈性體結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行靈敏度、重量兩個目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化求解，得到目標(biāo)函數(shù)與解序列間的關(guān)系曲線，最終確定彈性體結(jié)構(gòu)尺寸的最佳組合。這樣提高了測量儀的測量范圍并且減輕了儀器自身的重量