測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺及方法，包括由底板、下箱體、軸座、上箱體構(gòu)成的模擬路面機架總成，由高剛度轉(zhuǎn)鼓、主軸、從動帶輪、同步帶輪、測速組件及路面凸塊構(gòu)成的模擬路面總成，由電機底座、電機板、伺服電機、主動帶輪及鼓風(fēng)機構(gòu)成的驅(qū)動機構(gòu)總成，主動帶輪和從動帶輪之間的傳動齒形皮帶及輪罩，由定位支架、安裝板組件構(gòu)成的輪胎定位機構(gòu)總成，由氣管、胎壓控制閥及氣泵構(gòu)成的輪胎充放氣機構(gòu)總成；試驗方法為：將放氣后的輪胎安裝在定位支架上并壓在高剛度轉(zhuǎn)鼓外表面上，給輪胎充氣來實現(xiàn)對輪胎的垂直加載，在高剛度轉(zhuǎn)鼓上安裝不同的路面凸塊進行試驗并采集數(shù)據(jù)；本發(fā)明適用于輪胎高頻力學(xué)特性的測試和建模。
【專利說明】測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于輪胎力學(xué)特性測試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺及方法，利用該試驗臺及方法，可以進行輪胎高頻力學(xué)特性的測試和建模。

【背景技術(shù)】
[0002]輪胎力學(xué)特性是汽車性能分析和設(shè)計的基礎(chǔ)，并且對汽車的安全性、操縱穩(wěn)定性、平順性及NVH等性能有著重要的影響。輪胎力學(xué)特性試驗臺是輪胎的特性建模以及整車性能集成、調(diào)校與開發(fā)的關(guān)鍵測試設(shè)備之一，是汽車動力學(xué)仿真設(shè)計關(guān)鍵數(shù)據(jù)的來源，因此國內(nèi)外對輪胎力學(xué)特性試驗臺開展了大量的研究工作。
[0003]國內(nèi)現(xiàn)有的試驗臺包括吉林大學(xué)研發(fā)的低速平板輪胎試驗臺，以平板的直線運動模擬路面，采用外伸式輪胎復(fù)合加載機構(gòu)，實現(xiàn)低速下輪胎復(fù)雜工況的測試；江蘇大學(xué)研發(fā)的輪胎動態(tài)性能試驗臺，利用加載油缸控制輪胎在直線滑軌上的移動，實現(xiàn)輪胎復(fù)合工況加載；美國MTS公司研發(fā)了一種高速輪胎試驗臺，其加載機構(gòu)采用了主框架加裝垂直滑動立柱實施輪胎加載；可以看出，當前試驗臺上的輪胎加載機構(gòu)都是基于滑動導(dǎo)軌式的，這樣，在輪胎高速滾動過程中，必然會因為滑動導(dǎo)軌中的間隙對輪胎滾動產(chǎn)生影響，對試驗數(shù)據(jù)形成誤差，也必然影響到后續(xù)研究。除此以外，輪胎行業(yè)出現(xiàn)的各種類型的輪胎試驗臺，其中，不論是以往的轉(zhuǎn)鼓試驗臺還是滾筒試驗臺、履帶式試驗臺、平帶試驗臺，均不能保證試驗?zāi)M路面的高剛度以及剛度的均勻性。另外，輪胎高頻力學(xué)特性的研究也日益受到重視。因此，研究滿足輪胎定位無間隙、試驗?zāi)M路面高剛度的測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺及方法是非常必要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種簡單、合理、易行的測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺及方法，進行輪胎高頻力學(xué)特性的測試和建模。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，該試驗臺包括由底板、下箱體、軸座、上箱體構(gòu)成的模擬路面機架總成，由高剛度轉(zhuǎn)鼓、主軸、從動帶輪、同步帶輪、測速組件及路面凸塊構(gòu)成的模擬路面總成，由電機底座、電機板、伺服電機、主動帶輪及鼓風(fēng)機構(gòu)成的驅(qū)動機構(gòu)總成，主動帶輪和從動帶輪之間的傳動齒形皮帶及輪罩，由定位支架、安裝板組件構(gòu)成的輪胎定位機構(gòu)總成，由氣管、胎壓控制閥及氣泵構(gòu)成的輪胎充放氣機構(gòu)總成。
[0006]所述的模擬路面機架總成的下箱體固連在底板上，在下箱體前后兩側(cè)安裝有一對軸座，上箱體安裝在下箱體之上，上箱體上表面開有貫通的方形孔。
[0007]所述的模擬路面總成的高剛度轉(zhuǎn)鼓、從動帶輪、同步帶輪通過主軸串聯(lián)在一起，主軸安裝在模擬路面機架總成的軸座上，高剛度轉(zhuǎn)鼓的外鼓面穿過上箱體貫通的方形孔且與上箱體上表面相切，高剛度轉(zhuǎn)鼓采用對稱雙幅板結(jié)構(gòu)，并在雙幅板之間沿圓周方向均勻焊接六個加強筋板，加強筋板與主軸也焊接在一起但不與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)側(cè)表面相接觸，高剛度轉(zhuǎn)鼓外鼓面上可安裝不同形狀、尺寸和數(shù)量的路面凸塊，測速組件固連在下箱體上，并通過測速齒形皮帶與安裝在主軸上的同步帶輪相連。
[0008]所述的驅(qū)動機構(gòu)總成的電機板固連在電機底座上,伺服電機固連在電機板上,鼓風(fēng)機與伺服電機相連，主動帶輪安裝在伺服電機輸出軸上。
[0009]所述的輪胎定位機構(gòu)總成的定位支架固連在模擬路面機架總成的上箱體上表面，安裝板組件包括安裝板、法蘭、六分力傳感器和輪輞適配器，安裝板通過銷軸無間隙定位安裝在定位支架上并用螺栓緊固，法蘭固定在安裝板上，六分力傳感器固定在法蘭上，六分力傳感器的前端設(shè)置有輪輞適配器，輪胎安裝在輪輞適配器上并與高剛度轉(zhuǎn)鼓的外鼓面接觸。
[0010]所述的輪胎充放氣機構(gòu)總成的胎壓控制閥固定在上箱體左側(cè)，從胎壓控制閥引出的氣管一端與氣泵相連，另一端與輪胎相連。
[0011]所述的一種測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺的測量方法，至少包括以下步驟:
[0012]第一步:將安裝板組件從定位支架上卸下，把裝配有輪輞的輪胎通過輪輞
[0013]適配器安裝到六分力傳感器前端，將輪胎放氣，依據(jù)試驗要求的輪心高度
[0014]將裝有放氣后輪胎的安裝板組件通過銷軸無間隙定位安裝在定位支架上并
[0015]用螺栓緊固，保證輪胎壓在高剛度轉(zhuǎn)鼓外鼓面上；
[0016]第二步:控制輪胎充放氣機構(gòu)總成給輪胎充氣，同時實現(xiàn)對輪胎的垂直加
[0017]載，進行輪胎預(yù)滾動，達到試驗要求的輪胎溫度與氣壓；
[0018]第三步:在轉(zhuǎn)鼓外表面安裝試驗要求的形狀、尺寸和數(shù)量的路面凸塊，形
[0019]成不同的路面激勵，進行試驗要求速度下的輪胎高頻力學(xué)特性測試并采集
[0020]數(shù)據(jù)。
[0021 ] 本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:
[0022]1、本發(fā)明中高剛度轉(zhuǎn)鼓采用對稱雙幅板結(jié)構(gòu)，并在雙幅板之間沿圓周方向均勻焊接六個加強筋板，加強筋板與主軸也焊接在一起但不與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)側(cè)表面相接觸，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)鼓高剛度和剛度均勻性。
[0023]2、本發(fā)明中安裝板通過銷軸無間隙定位安裝在定位支架上并用螺栓緊固，保證了試驗中輪心高度的恒定，提高了試驗數(shù)據(jù)的精度。
[0024]3、本發(fā)明中通過控制輪胎充放氣機構(gòu)給輪胎充氣，實現(xiàn)對輪胎的垂直加載，這種加載方式新穎獨特，簡單易行。
[0025]4、本發(fā)明中不需要將載荷和胎壓刻意設(shè)定在某一特定精確值，任意從試驗臺獲得的試驗數(shù)據(jù)均可直接用于輪胎建模。
[0026]5、本發(fā)明顯著降低了輪胎高頻力學(xué)特性試驗臺設(shè)計制造難度和成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明一種測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2是本發(fā)明一種測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖3是本發(fā)明一種測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺的模擬路面總成局部示意圖。
[0030]圖4是本發(fā)明一種測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺的安裝板組件及輪胎示意圖。
[0031]圖5是本發(fā)明一種測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺的輪胎定位機構(gòu)總成示意圖。
[0032]圖6是本發(fā)明一種測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺的測量方法流程圖。
[0033]其中:1、底板2、下箱體3、軸座4、上箱體5、高剛度轉(zhuǎn)鼓6、主軸7、從動帶輪8、同步帶輪9、測速組件10、路面凸塊11、電機底座12、電機板13、伺服電機14、主動帶輪15、鼓風(fēng)機16、傳動齒形皮帶17、輪罩18、定位支架19、安裝板組件20、氣管21、胎壓控制閥22、氣泵23、幅板24、加強筋板25、測速齒形皮帶26、安裝板27、法蘭28、六分力傳感器29、輪輞適配器30、銷軸31、螺栓32、輪胎33、輪輞34、外鼓面。

【具體實施方式】
:
[0034]由附圖1、2所示，該試驗臺包括由底板1、下箱體2、軸座3、上箱體4構(gòu)成的模擬路面機架總成，由高剛度轉(zhuǎn)鼓5、主軸6、從動帶輪7、同步帶輪8、測速組件9及路面凸塊10構(gòu)成的模擬路面總成，由電機底座11、電機板12、伺服電機13、主動帶輪14及鼓風(fēng)機15構(gòu)成的驅(qū)動機構(gòu)總成，主動帶輪14和從動帶輪7之間的傳動齒形皮帶16及輪罩17，由定位支架18、安裝板組件19構(gòu)成的輪胎定位機構(gòu)總成，由氣管20、胎壓控制閥21及氣泵22構(gòu)成的輪胎充放氣機構(gòu)總成。模擬路面機架總成的下箱體2固連在底板I上，在下箱體2前后兩側(cè)安裝有一對軸座3，上箱體4安裝在下箱體2之上，上箱體4上表面開有貫通的方形孔。驅(qū)動機構(gòu)總成的電機板12固連在電機底座11上，伺服電機13固連在電機板12上,鼓風(fēng)機15與伺服電機13相連，主動帶輪14安裝在伺服電機13輸出軸上。輪胎定位機構(gòu)總成的定位支架18固連在模擬路面機架總成的上箱體4上表面，安裝板組件19固定在定位支架18上。輪胎充放氣機構(gòu)總成的胎壓控制閥21固定在上箱體4左側(cè)，從胎壓控制閥21引出的氣管20 —端與氣泵22相連，另一端與輪胎32相連。
[0035]由附圖1、2、3所示，所述的模擬路面總成的高剛度轉(zhuǎn)鼓5、從動帶輪7、同步帶輪8通過主軸6串聯(lián)在一起，主軸6安裝在模擬路面機架總成的軸座3上，高剛度轉(zhuǎn)鼓5的外鼓面34穿過上箱體4貫通的方形孔且與上箱體4上表面相切，高剛度轉(zhuǎn)鼓5采用對稱雙幅板23結(jié)構(gòu)，并在雙幅板23之間沿圓周方向均勻焊接六個加強筋板24，加強筋板24與主軸6也焊接在一起但不與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)側(cè)表面相接觸，高剛度轉(zhuǎn)鼓5外鼓面34上可安裝不同形狀、尺寸和數(shù)量的路面凸塊10，測速組件9固連在下箱體2上，并通過測速齒形皮帶25與安裝在主軸6上的同步帶輪8相連。對稱雙幅板結(jié)構(gòu)是指兩塊圓形幅板23以高剛度轉(zhuǎn)鼓軸向平分面為對稱中分面，并與高剛度轉(zhuǎn)鼓周向圓柱面構(gòu)成的封閉圓柱體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)鼓的外鼓面34形成模擬路面。
[0036]由附圖4、5所示，安裝板組件19包括安裝板26、法蘭27、六分力傳感器28和輪輞適配器29，安裝板26通過銷軸30無間隙定位安裝在定位支架18上并用螺栓31緊固，法蘭27固定在安裝板26上，六分力傳感器28固定在法蘭27上，六分力傳感器28的前端設(shè)置有輪輞適配器29，輪胎32安裝在輪輞適配器29上并與高剛度轉(zhuǎn)鼓5的外鼓面34接觸。
[0037]由附圖6所示，一種測試輪胎高頻力學(xué)特性的測量方法至少包括以下步驟:
[0038]第一步:將安裝板組件19從定位支架18上卸下，把裝配有輪輞33的輪胎32通過輪輞適配器29安裝到六分力傳感器28前端，將輪胎32放氣，依據(jù)試驗要求的輪心高度將裝有放氣后輪胎的安裝板組件19通過銷軸30無間隙定位安裝在定位支架18上并用螺栓31緊固，保證輪胎32壓在高剛度轉(zhuǎn)鼓5外鼓面34上；
[0039]第二步:控制輪胎充放氣機構(gòu)總成給輪胎32充氣，同時實現(xiàn)對輪胎32的垂直加載，進行輪胎預(yù)滾動，達到試驗要求的輪胎溫度與氣壓；
[0040] 第三步:在轉(zhuǎn)鼓外鼓面34安裝試驗要求的形狀、尺寸和數(shù)量的路面凸塊10，形成不同的路面激勵，進行試驗要求速度下的輪胎高頻力學(xué)特性測試并采集數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.一種測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺，其特征在于:該試驗臺包括由底板、下箱體、軸座、上箱體構(gòu)成的模擬路面機架總成，由高剛度轉(zhuǎn)鼓、主軸、從動帶輪、同步帶輪、測速組件及路面凸塊構(gòu)成的模擬路面總成，由電機底座、電機板、伺服電機、主動帶輪及鼓風(fēng)機構(gòu)成的驅(qū)動機構(gòu)總成，主動帶輪和從動帶輪之間的傳動齒形皮帶及輪罩，由定位支架、安裝板組件構(gòu)成的輪胎定位機構(gòu)總成，由氣管、胎壓控制閥及氣泵構(gòu)成的輪胎充放氣機構(gòu)總成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺，其特征在于:所述的模擬路面機架總成的下箱體固連在底板上，在下箱體前后兩側(cè)安裝有一對軸座，上箱體安裝在下箱體之上，上箱體上表面開有貫通的方形孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺，其特征在于:所述的模擬路面總成的高剛度轉(zhuǎn)鼓、從動帶輪、同步帶輪通過主軸串聯(lián)在一起，主軸安裝在模擬路面機架總成的軸座上，高剛度轉(zhuǎn)鼓的外鼓面穿過上箱體貫通的方形孔且與上箱體上表面相切，高剛度轉(zhuǎn)鼓采用對稱雙幅板結(jié)構(gòu)，并在雙幅板之間沿圓周方向均勻焊接六個加強筋板，加強筋板與主軸也焊接在一起但不與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)側(cè)表面相接觸，高剛度轉(zhuǎn)鼓外鼓面上可安裝不同形狀、尺寸和數(shù)量的路面凸塊，測速組件固連在下箱體上，并通過測速齒形皮帶與安裝在主軸上的同步帶輪相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺，其特征在于:所述的驅(qū)動機構(gòu)總成的電機板固連在電機底座上，伺服電機固連在電機板上，鼓風(fēng)機與伺服電機相連，主動帶輪安裝在伺服電機輸出軸上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺，其特征在于:所述的輪胎定位機構(gòu)總成的定位支架固連在模擬路面機架總成的上箱體上表面，安裝板組件包括安裝板、法蘭、六分力傳感器和輪輞適配器，安裝板通過銷軸無間隙定位安裝在定位支架上并用螺栓緊固，法蘭固定在安裝板上，六分力傳感器固定在法蘭上，六分力傳感器的前端設(shè)置有輪輞適配器，輪胎安裝在輪輞適配器上并與高剛度轉(zhuǎn)鼓的外鼓面接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺，其特征在于:所述的輪胎充放氣機構(gòu)總成的胎壓控制閥固定在上箱體左側(cè)，從胎壓控制閥引出的氣管一端與氣泵相連，另一端與輪胎相連。
7.應(yīng)用權(quán)利要求1所述的一種測試輪胎高頻力學(xué)特性的試驗臺的測量方法，其特征在于，至少包括以下步驟: 第一步:將安裝板組件從定位支架上卸下，把裝配有輪輞的輪胎通過輪輞適配器安裝到六分力傳感器前端，將輪胎放氣，依據(jù)試驗要求的輪心高度將裝有放氣后輪胎的安裝板組件通過銷軸無間隙定位安裝在定位支架上并用螺栓緊固，保證輪胎壓在高剛度轉(zhuǎn)鼓外鼓面上； 第二步:控制輪胎充放氣機構(gòu)總成給輪胎充氣，同時實現(xiàn)對輪胎的垂直加載，進行輪胎預(yù)滾動，達到試驗要求的輪胎溫度與氣壓； 第三步:在轉(zhuǎn)鼓外表面安裝試驗要求的形狀、尺寸和數(shù)量的路面凸塊，形成不同的路面激勵，進行試驗要求速度下的輪胎高頻力學(xué)特性測試并采集數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G01M17/02GK104458286SQ201410756922
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】盧蕩, 李超, 閆治仲, 倪媛媛, 許飛 申請人:吉林大學(xué)