【干货】 车架总成后横梁应力测试
1.试验目的
针对改装后的车架总成,测试后横梁在设计最大负荷作用下的应力分布及最大应力值,并与有限元计算结果比较,验证其强度是否达到设计值。
2.引用标准
GBT 6792-2009 客车骨架应力和形变测量方法
GB T 12534-90汽车道路试验方法通则
3.试验条件及试验车辆的准备
3.1试验场地与环境
a. 试验用车架总成按设计图纸按1:1比例制造;
b. 试验场地为室内,常温。
3.2 试验仪表、器具
a. 电阻应变仪,测量范围0~30000me,分辨率1me;
b. 数据采集器,A/D 转换率200kHz;A/D分辨率16位;
c. 电阻应变花,阻值120Ù;屏蔽电缆
d. 钢尺,卡尺,秒表。
3.3 其他车辆试验条件的准备应符合GB/T 12534 的有关规定。
4.应力测量方法
4.1 确定测点布置方案
选择车架后横梁总成车钩孔位置附近、后横梁总成的内、外沿平整处。按结构受力情况,根据有限元分析结果,确定最大应变出现的区域,各测点均采用电阻应变花。
4.2 确定应变片栅长与种类
根据应力分布梯度,选择合适的应变片栅长与种类。
4.3 应变片粘贴与引线焊接
对测量区域进行清洗后,用手砂轮或砂纸打磨表面,去掉铁锈、油漆和污垢,达到左右,按布置方案用记号笔画出标记线,用四位惠斯顿电桥测量各应变片的电阻值,要求其偏差在±0.5欧姆以内,然后用胶水进行粘贴。
粘贴完毕后,焊接应变片引线。焊接之前应在靠近应变片位置处粘贴接线端子,焊接引线时要注意与基体的绝缘,引出电缆要注意屏蔽。焊接完成后要对应变片、接线端子一起采用密封胶做防潮和绝缘处理。
4.4 应变仪的连接与调平
应变花的每个应变片采用单臂方式接入电阻应变仪,每一支路都单独调平,注意接入与所用应变花相同阻值的温度补偿电阻。
5.车架装卡与载荷施加
车架装卡利用试验场地提供的设备,安装方法依照使用说明书进行。
载荷施加在牵引钩上,最大载荷30吨。
6.试验程序
a. 将车架总成装卡在实验台架上,处理应变片粘贴处表面,在设定的位置粘贴应变花,注意粘贴角度要准确,避免倾斜;粘贴接线端子、焊接引线和引出线,密封与绝缘处理。
b. 在应变仪上正确“接桥”,接通应变仪电源,调节电桥平衡。
c. 应变仪预热一段时间后,再次调节电桥平衡;施加载荷、记录数据,有效试验的次数不少于3次。
6.1 ANSYS仿真及应变片位置确定
基于车架需满足20t的拉力作用,车架需具有足够的强度要求,现利用有限元软件ANSYS进行强度分析,在ANSYS分析中分别分析了加载力为15t、20t和30t的三种加载状态,分析中拉力加载在钩子简化后的前端面上,根据现场实验条件在左、右纵梁压型上各开的孔,并在这12个孔内壁加上全约束。分析得出的应力场分布如图1和图2所示,ANSYS分析中全部节点应力在附表3中。
加载力为20t时的车架变形图和70倍变形放图如图3和图4所示
根据应力场的分布情况,将应变花跌贴于车架的应力较大区域,具体测点如图5,利用高速程控静态应变数据采集分析系统进行测试。待数据采集整理后,各测点的应力值,见附表1和表2(各测点贴片位置见附图)。
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