白車身剛度強度測定

會計學1白車身剛度強度測定白車身彎扭特性對普通乘用車的重要性對車身結(jié)構(gòu)安全性的影響車身剛度直接影響車身的結(jié)構(gòu)安全性：車身結(jié)構(gòu)設計要求在碰撞中車身以預期的方式變形，吸收沖擊動能，保證有限度的乘客安全空間的存在。其中，要求發(fā)動機艙的剛度在發(fā)生碰撞時能最大限度地吸收碰撞的變形能；乘客艙的剛度盡量提高，保證乘客的安全空間。白車身彎扭特性對普通乘用車的重要性第1頁/共20頁白車身彎扭特性對普通乘用車的重要性對車身NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）性能的影響車身是一個多自由度的彈性系統(tǒng)，在外界的激勵作用下將產(chǎn)生振動和無限多的固有振型，如果車身的整車剛度和局部剛度不合適，將會產(chǎn)生共振，使人體不適應，還會帶來噪聲和部件的疲勞損壞，破壞車身表面的保護層和車身的密封性，從而削弱抗腐蝕性能。白車身彎扭特性對普通乘用車的重要性第2頁/共20頁白車身彎扭特性對普通乘用車的重要性對車身輕量化的影響普通乘用車車身的輕量化可以用輕量化系數(shù)來衡量，該系數(shù)=白車身質(zhì)量／(白車身靜態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度×車輪輪圍面積)，白車身靜態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度與輕量化系數(shù)成反比。彎扭剛度還對白車身的材料有嚴格要求，對普通乘用車輕量化材料的選擇有重要影響。而且，車身輕量化直接影響到普通乘用車的燃油經(jīng)濟性——較好的車身剛度可以保證車身有較輕的質(zhì)量，減少風阻系數(shù)等，有助于降低油耗，反之，如剛度不合理，難以保證車輛行駛的經(jīng)濟性，很難降低燃油消耗。白車身彎扭特性對普通乘用車的重要性第3頁/共20頁試驗對象準備試驗用白車身可包含對象為白車身本體、風窗玻璃(頂部風窗)、罩蓋(及翼子板)、車門、保險杠及其支架、懸架和副車架。按零部件與總體剛度關系考慮的需要或者實際情況選擇，具體如下。a.帶風窗玻璃(項部風窗)，不計其他。b.不裝風窗玻璃、無四門兩蓋，裝有翼子板、懸架(或帶副車架)。c.僅針對白車身本體d.帶風窗玻璃、兩蓋，不計其他等多種選擇。安裝固定方式一般有如下2種。a.不安裝前后懸架和前后橋，直接將支撐和加載裝置安裝在減振器、鋼板彈簧、螺旋彈簧處。b.安裝前后懸架和前后橋，但彈性元件如減振器和彈簧需要剛性化或鎖死，在軸頭處加載。第4頁/共20頁試驗對象載荷條件(1)彎曲加載位置在彎曲工況時，普通乘用車車身的彎曲剛度測量的加載位置通常有中央1點加載和按乘員、載荷加載2種方式。中央1點加載易于獲得普通乘用車車身的彎曲剛度值，在簡化情況下可假定車身整體是一根具有均勻彎曲剛度的簡支梁，用中央1點集中加載的方法求得前后軸間的彎曲剛度值。該點可以是前后軸中點連線的中間點、自車身質(zhì)心、前座椅后橫梁支承點連線的中點。普通乘用車車身彎曲剛度中央1點測量約束見圖2。第5頁/共20頁試驗對象載荷條件按乘員、載荷加載。模擬自車身受力情況，分別在發(fā)動機艙、乘員艙(如各座椅位置）、行李艙等，進行分散加載。采取如下方式。a.在車前蓋、項蓋、后蓋上加載。b.在座椅固定處左右對稱處加載。c.分別在前、后座椅和行李箱處施加載荷。d.前、后排座椅對應門檻梁上的4點加載。e.按一定的順序在發(fā)動機艙、乘員艙、行李箱中加載。f.選擇前排座椅中點或B柱連接線對應縱梁上的2點加載。g.選擇前、后柱中點連線的中點所在橫向截面上的2點加載(間距：座椅中點)。h．選擇前座椅后橫梁所在橫向截面上的2點加載。i．選擇前、后座椅中的4點加載。第6頁/共20頁試驗對象載荷條件(2)彎曲加載載荷彎曲剛度測試的加載力值無通用做法，但加載力值中一般要考慮發(fā)動機總成及附件、變速器總成、空調(diào)系統(tǒng)、乘員質(zhì)量、行李質(zhì)量。中央1點加載其彎曲載荷值可以取F=1．8X乘員艙最大荷重或按1000、2000、3000N等梯級載荷加載。按乘員載荷加載，以一定順序和大小分別施加在發(fā)動機艙、乘員艙、行李箱中，加載大小考慮如下方面。第7頁/共20頁試驗對象載荷條件a.發(fā)動機艙加載值F1=發(fā)動機質(zhì)量+變速器質(zhì)量+空調(diào)質(zhì)量b.乘員艙加載值F2=1.8X乘員艙最大載荷或者乘客質(zhì)量(60、120、180kg)c.行李箱加載值F3=行李箱最大載荷。普通乘用車車身彎曲剛度按乘員載荷加載測量約束見圖3。第8頁/共20頁實驗用傳感器的選擇原則傳感器應滿足動態(tài)范圍寬、工作頻段寬、低頻性能好、靈敏度高、體積小、質(zhì)量輕的要求。與傳感器相連的信號傳輸線要處于免受扭力，拉壓力的作用，以保證實驗數(shù)據(jù)采集的準確度。第9頁/共20頁壓力傳感器壓力傳感器一般是由過程連接元件、測量電路以及差壓元件傳感器組合而成的，它可以把接收到的液體和氣體等等的壓力信號有效地轉(zhuǎn)換成為標準的電流信號，接著提供給調(diào)節(jié)器、記錄儀以及指示報警儀來進行相關的過程、指示以及測量的調(diào)節(jié)。第10頁/共20頁陶瓷壓阻壓力傳感器工作原理：傳感器是具有抗腐蝕性的，它沒有經(jīng)過液體的傳遞，所受到的壓力是直接地作用在傳感器陶瓷膜片的前表面上的，這時候，陶瓷膜片就會形成很微小的形變，而厚膜電阻則是印刷在膜片的背面上的，這樣就可以連接成為一個惠斯通電橋。根據(jù)壓敏電阻的壓阻效應，可以讓電橋形成一個具有高度線性的電壓信號，它跟激隔爆溫度變送器勵電壓成正比關系、跟壓力也成正比關系。而標準的信號是以壓力量程的不同為依據(jù)標定的，它能夠跟應變式傳感器互相兼容。量程：范圍：0～30Mpa第11頁/共20頁基本特性：陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達-40～135℃，而且具有測量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度>2kV，輸出信號強，長期穩(wěn)定性好。精度：精度等級：0.5級陶瓷壓阻壓力傳感器陶瓷壓阻壓力傳感器第12頁/共20頁擴散硅壓力傳感器工作原理擴散硅壓力變送器通過溫度傳感器把溫度信號變?yōu)殡娦盘?，再由前置放大器把此電信號放大濾波，送往CPU的A/D轉(zhuǎn)換模塊進行模擬量到數(shù)字量的變換，最后由CPU進行數(shù)據(jù)處理并顯示及PWM輸出。原理框圖如下：被側(cè)介質(zhì)---〉傳感器---〉電子線路---〉輸出信號被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的陶瓷/擴散硅膜片/上，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微小位移，正常工作狀態(tài)下，膜片最大位移不大于0.025毫米，電子線路檢測這一位移量后，即把這一位移量轉(zhuǎn)換成對應于這一壓力的標準工業(yè)測量信號。超壓時膜片直接貼到堅固的陶瓷基體/擴散硅上，由于膜片與基體的間隙只有0.1毫米，因此過壓時膜片的最大位移只能是0.1毫米，所以從結(jié)構(gòu)上保證了膜片不會產(chǎn)生過大變形，該傳感器具有很好的穩(wěn)定性和高可靠性。第13頁/共20頁量程：測量范圍：-100KPa～60MPa基本特性：抗過載和抗沖擊能力強，過壓可達量程的數(shù)倍，甚至用硬物直接敲打測量元件也不致使其損壞，且對測量精度毫無影響。穩(wěn)定性高，每年優(yōu)于0.1%滿量程，這個技術指標已達到智能型壓力儀表水平；溫度漂移小，由于取消了壓力測量元件中的中介液，因而傳感器不僅獲得了很高的測量精度，且受溫度梯度影響極小。精度：精度等級：0.1級、0.2級、0.5級擴散硅壓力傳感器擴散硅壓力傳感器第14頁/共20頁白車身彎曲剛度試驗的結(jié)果評估(1)在彎曲工況時，對于中央1點加載的情況可以比照簡支梁進行核算。普通乘用車車身彎曲剛度計算見圖4。第15頁/共20頁白車身彎曲剛度試驗的結(jié)果評估第16頁/共20頁白車身彎曲剛度試驗的結(jié)果評估式中，EI為普通乘用車車身彎曲剛度，N·m；F為等效載荷，N；L為前后懸掛固定座支撐點縱向距離，m：b、a分別是前后支撐點與載荷的距離，m：Z為垂直方向彎曲撓度，m；X為計算Z值點到前支撐點與集中載荷的距離，m。第17頁/共20頁白車身彎曲剛度試驗的結(jié)果評估(2)按乘員、載荷加載的普通乘用車的白車身的彎曲剛度計算，簡化為：白車身的彎曲剛度=車身彎曲等效載荷F／最大彎曲撓度Z。第18頁/共20頁白車身彎曲剛度試驗的結(jié)果評估按前述，中央1點加載所選擇的點處于小范圍面積之內(nèi)，在非嚴格選擇條件下，試驗中表現(xiàn)為1點。按乘員載荷加載時，實際載荷落在普通乘用車縱梁、地板上，在車前蓋、頂蓋、后蓋上加載與實際相差較遠；以一定順序和大小、分別在發(fā)動機艙、乘員艙、行李箱上加載，其步驟多且過程不便于控制，自車身剛性是其固有特性，沒必要用多項試驗結(jié)果來表征：其余2點、4點加載再簡化一步，等效于中央1點加載。