一種二力桿軸向力測量方法
【專利摘要】一種二力桿軸向力測量方法，首先將4個電阻應(yīng)變片對稱的粘貼在二力桿的中間部位的兩側(cè)，每側(cè)各有一電阻應(yīng)變片與二力桿的軸向平行，各有一電阻應(yīng)變片與二力桿的軸向垂直，將這4個電阻應(yīng)變片組成全橋，方向相同的電阻應(yīng)變片為電橋的對邊；然后用作動器對二力桿進(jìn)行軸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，將測得的應(yīng)變值和記錄的加載力進(jìn)行擬合得出應(yīng)變和力的變化關(guān)系曲線；最用用于測量。該方法成本低廉，且測量結(jié)果精確，可以對不同車型的各種類型二力桿的軸向力進(jìn)行實(shí)車測量，通用性較高。
【專利說明】一種二力桿軸向力測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于力的測試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及汽車底盤系統(tǒng)的二力桿在汽車行駛過程的一種軸向力測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]二力桿是指只在兩端受力，且處于平衡狀態(tài)時只承受軸向力的桿件。在汽車底盤系統(tǒng)中常見的二力桿有轉(zhuǎn)向拉桿、穩(wěn)定桿拉桿、前束拉桿等。在進(jìn)行二力桿類零部件輕量化設(shè)計(jì)時，為了保證強(qiáng)度，就必須要知道其實(shí)際受力情況。
[0003]目前沒有直接測量二力桿軸向力的方法，要得到底盤系統(tǒng)二力桿在汽車行駛過程中的軸向受力情況，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二力桿的軸向力。
[0004]這種方法需要實(shí)用車輪六分力傳感器，不僅價(jià)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(jìn)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(zhǔn)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二力桿軸向力的方法，可以在車輛行駛過程中直接測量汽車底盤系統(tǒng)中二力桿承受的軸向力，即拉伸力或壓縮力。
[0006]本發(fā)明利用應(yīng)變測量原理來測量二力桿的軸向力，所述方法的步驟如下:
1、電阻應(yīng)變片設(shè)置:將4個電阻應(yīng)變片對稱的粘貼在二力桿的中間部位的兩側(cè)，每側(cè)各有一電阻應(yīng)變片與二力桿的軸向平行，各有一電阻應(yīng)變片與二力桿的軸向垂直，將這4個電阻應(yīng)變片組成全橋，方向相同的電阻應(yīng)變片為電橋的對邊；
2、標(biāo)定:當(dāng)二力桿受拉伸力作用時，與軸向平行的應(yīng)變片阻值變大，當(dāng)二力桿受壓縮力作用時，與軸向平行的應(yīng)變片阻值變小，兩個應(yīng)變片的阻值變化之和與橋路的輸出電壓和二力桿承受的軸向力均承線性關(guān)系，因此橋路的輸出電壓和二力桿的軸向力也承線性關(guān)系，即可通過測量橋路的輸出電壓來來測量二力桿軸向力；垂直于軸向的應(yīng)變片起溫度補(bǔ)償?shù)淖饔茫焕米鲃悠鲗ΧU進(jìn)行軸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，將測得的應(yīng)變值和記錄的加載力進(jìn)行擬合得出應(yīng)變和力的變化關(guān)系曲線；
3、測量:將標(biāo)定后的二力桿安裝到待測對象上，連接好數(shù)據(jù)采集設(shè)備后進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試完成后即可進(jìn)行二力桿軸向力的測量。
[0007]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二力桿的軸向力進(jìn)行實(shí)車測量，通用性較高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是二力桿應(yīng)變片布置位置及編號示意圖；
圖2是二力桿軸向力測量接線方式示意圖； 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-紅色橋壓正極、6-綠色輸出負(fù)極、7-黑色橋壓負(fù)極、8-白色輸出正極。
【具體實(shí)施方式】
[0009]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】包括以下步驟:
A、準(zhǔn)備工作:先用粗砂紙將二力桿中部兩側(cè)貼片的2個對稱位置除去表面鍍層，并打磨光滑；將二力桿放在水平面上，從二力桿上方往下看，在貼片位置劃出十字線，軸向線應(yīng)為二力桿桿徑的中心位置，垂向線劃在二力桿桿長的中間位置，在對稱面也劃出同樣的十字線；用細(xì)砂紙將劃線后確定的兩個貼片位置沿軸線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。
[0010]B、應(yīng)變片粘貼:如圖1所示，將應(yīng)變片R1、R2、R3、R4分別粘貼在二力桿上(圖上顯示了桿的一段)，其中應(yīng)變片R1、R3的電阻絲與二力桿的軸向平行，應(yīng)變片R2、R4與二力桿的軸向垂直。具體粘貼方法為:將應(yīng)變片焊接面粘在透明膠帶上，然后根據(jù)劃線位置，應(yīng)變片上標(biāo)注的定位十字線跟劃出的十字線重合，確定定位準(zhǔn)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(jìn)行擠壓，將多余膠水?dāng)D出，用手指按壓2分鐘。
[0011]C、焊接引線:按照圖2所示，將這4個應(yīng)變片R1、R2、R3和R4組成全橋，其中應(yīng)變片Rl、R3為電橋的一組對邊，應(yīng)變片R2、R4為電橋的另一組對邊。具體接線方式為:應(yīng)變片Rl、R2各有一個引線接紅色橋壓正極(5)，應(yīng)變片R2、R3各有一個引線接白色輸出正極
(8)，應(yīng)變片R3、R4各有一個引線接黑色橋壓負(fù)極(7)，應(yīng)變片R4、Rl各有一個引線接綠色輸出負(fù)極(5)。
[0012]D、標(biāo)定:當(dāng)二力桿受拉伸力作用時，應(yīng)變片R1、R3的阻值變小，當(dāng)二力桿受壓縮力作用時，應(yīng)變片Rl、R3的阻值變大，兩個應(yīng)變片的阻值變化之和與橋路的輸出電壓和二力桿承受的軸向力均承線性關(guān)系，因此橋路的輸出電壓和二力桿的軸向力也承線性關(guān)系，即可通過測量橋路的輸出電壓來來測量二力桿軸向力。當(dāng)環(huán)境溫度變化較大時，應(yīng)變片的阻值也會產(chǎn)生變化，這會使測試結(jié)果出現(xiàn)失真。將兩個與軸向垂直的應(yīng)變片串聯(lián)在電橋中，接在平行于軸向電阻的相鄰橋路上，當(dāng)溫度變化較大時，四個應(yīng)變片的阻值變化相同，由于接在相鄰橋路上垂直于軸向的應(yīng)變片電阻變化引起的橋路的輸出電壓變化與平行于軸向的應(yīng)變片電阻變化引起的橋路的輸出電壓變化相反，這就抵消了溫度變化對測試結(jié)果的影響，因此，應(yīng)變片R2、R4起溫度補(bǔ)償?shù)淖饔?，使測量結(jié)果不受溫度變化的影響。利用作動器對二力桿進(jìn)行軸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，將測得的應(yīng)變值和記錄的力進(jìn)行擬合得出應(yīng)變和力的變化關(guān)系曲線。
[0013]E、測量:將標(biāo)定后的二力桿安裝到待測車輛上，連接好數(shù)據(jù)采集設(shè)備后進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試完成后即可進(jìn)行二力桿軸向力的測量。
【權(quán)利要求】
1.一種二力桿軸向力測量方法，所述方法的步驟如下: (1)電阻應(yīng)變片設(shè)置:將4個電阻應(yīng)變片對稱的粘貼在二力桿的中間部位的兩側(cè)，每側(cè)各有一電阻應(yīng)變片與二力桿的軸向平行，各有一電阻應(yīng)變片與二力桿的軸向垂直，將這4個電阻應(yīng)變片組成全橋，方向相同的電阻應(yīng)變片為電橋的對邊； (2)標(biāo)定:當(dāng)二力桿受拉伸力作用時，與軸向平行的應(yīng)變片阻值變大，當(dāng)二力桿受壓縮力作用時，與軸向平行的應(yīng)變片阻值變小，兩個應(yīng)變片的阻值變化之和與橋路的輸出電壓和二力桿承受的軸向力均承線性關(guān)系，因此橋路的輸出電壓和二力桿的軸向力也承線性關(guān)系，即可通過測量橋路的輸出電壓來來測量二力桿軸向力；垂直于軸向的應(yīng)變片起溫度補(bǔ)償?shù)淖饔?；利用作動器對二力桿進(jìn)行軸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，將測得的應(yīng)變值和記錄的加載力進(jìn)行擬合得出應(yīng)變和力的變化關(guān)系曲線； (3)測量:將標(biāo)定后的二力桿安裝到待測對象上，連接好數(shù)據(jù)采集設(shè)備后進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試完成后即可進(jìn)行二力桿軸向力的測量。
【文檔編號】G01L1/22GK103528723SQ201310463375
【公開日】2014年1月22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】羅英, 王萬英, 唐軼侃, 黃雙雙, 方川 申請人:重慶長安汽車股份有限公司