专利名称：商用车前桥载荷测试方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车前桥载荷测试方法，特别是涉及一种商用车前桥所受纵向 力、侧向力、垂向力和制动扭矩的测试方法。
背景技术：
商用车前桥也称前轴通过悬架和车架或承载式车身相连，它的两端安装车轮，其 功用是传递车架或承载式车身与车轮之间各方向的作用力及其力矩。由车桥的功能可知其 重要性，所以商用车前桥载荷主要为纵向力、侧向力、垂向力和制动扭矩，各道路和载荷工 况试验数据也成为各商用车厂家很关注的事情。目前商用车前桥载荷准确测试的主要测试方法为国外生产的车轮六分力传感器 测试系统。车轮六分力传感器测试系统的优点是系统稳定、测试精度高。缺点是设备昂贵， 保养和维修成本高。

发明内容
本发明提供一种商用车前桥载荷测试方法，以解决目前商用车前桥载荷测试中存 在的设备昂贵，保养和维修成本高的问题。本发明采取的技术方案是在前桥左侧下弯部分上面粘贴四个电阻应变片，在前 桥左侧下弯部分下面粘贴四个电阻应变片，在前桥左侧下弯部分前侧面1/4和3/4比例的 部位沿轴线方向分别粘贴两个电阻应变片、在前桥左侧下弯部分后侧面1/4和3/4比例的 部位沿轴线方向分别粘贴两个电阻应变片，在前桥左侧前桥未下弯之前的水平部分的中间 前侧面、沿与轴线方向成士45°方向分别粘贴两个电阻应变片，在前桥左侧前桥未下弯之 前的水平部分的中间后侧面、沿与轴线方向成士45°方向分别粘贴两个电阻应变片；前桥 左侧下弯部分上面粘贴的四个电阻应变片分别与前桥左侧下弯部分下面粘贴的四个电阻 应变片对称布片，在前桥左侧部分前侧面粘贴的四个电阻应变片分别与前桥左侧部分后侧 面粘贴的四个电阻应变片对称布片；然后按一定的顺序接入惠斯通电桥组成四个测试组合 应变，利用加载设备和载荷传感器分别对车桥施加纵向力、侧向力、垂向力和制动扭矩进行 单向载荷标定试验，记录下每次试验不同时刻的载荷，用应变仪记录下不同时刻的应变，直 至达到最大载荷后卸载，将应变和载荷输入计算机，经换算得到对应三方向力和制动扭矩 下的载荷与应变关系，进而可以实现前桥三向力和制动扭矩的准确测试。本发明选用目前广泛应用的商用车前桥为研究对象，通过设计贴片位置和惠斯通 电桥采用特定的桥臂接法，利用加载设备和载荷传感器分别进行车桥所受纵向力、侧向力、 垂向力、制动扭矩与应变标定试验，得到应变与各方向力及制动扭矩的标定系数，通过测试 应变信号最终得到商用车前桥载荷数据。本发明的有益效果商用车前桥是汽车正常行驶的重要承载件，前桥载荷数据是 汽车厂商前桥产品开发的重要基础数据。本发明为准确测试商用车前桥载荷纵向力、侧向 力、垂向力和制动扭矩，提供了一套小成本、易操作的测试方法，这对工程应用有重要意义。


图1是本发明前桥电阻应变片安装参考位置及测试载荷位置图。图2是图1俯视图。图3是本发明前桥标定试验施加载荷与测试载荷位置图。
具体实施例方式如图1、图2所示，在前桥左侧下弯部分上面粘贴电阻应变片11、13、21、23，在前桥 左侧下弯部分下面粘贴电阻应变片12、14、22、24，在前桥左侧下弯部分前侧面1/4和3/4比 例的部位沿轴线方向分别粘贴电阻应变片32、34、在前桥左侧下弯部分后侧面1/4和3/4比 例的部位沿轴线方向分别粘贴电阻应变片31、33，在前桥左侧前桥未下弯之前的水平部分 的中间前侧面、沿与轴线方向成士45°方向分别粘贴电阻应变片43、44，在前桥左侧前桥未 下弯之前的水平部分的中间后侧面、沿与轴线方向成士45°方向分别粘贴电阻应变片41、 42 ；
电阻应变片11与12、13与14、21与22、23与M上下对称布片，电阻应变片31与32、 33与34、41与44、42与43前后对称布片；
试验时将电阻应变片 11、12、13、14 ；21、22、23、24 ；31、32、33、34 ；41、42、43、44 分别按 1、2、3、4顺序接入惠斯通电桥四个桥臂，那么四个组合应变Si、S2、S3、S4的输出值为
Sl=eIl — εη + ε!3 ~ ^14
S2= ^21 — ^22 + ^23 — ^24
S3= — ^32 + 一 ^34 S4= ^41 — ^43 + — ^"44( 1 )
当前桥只受到垂向力时，根据梁受弯曲变形、贴片对称的特点，可得出 Sl = 4 S2 = 4 ^21 S3 = 0 S4 = 0(2)
当前桥只受到侧向力时，根据梁受弯曲变形、贴片对称的特点，可得出 Sl = 4 Cu' S2 = 4 F2/ S3 = 0 S4 = 0(3)
当前桥只受到纵向力时，根据梁受弯曲变形、贴片对称的特点，可得出 Sl = 0 S2 = 0 S3 = 4 Sn S4 = 0(4)
当前桥只受到制动扭矩时，根据梁受弯曲变形、贴片对称的特点，可得出 Sl=O S2 = 0 S3 = 0 S4 = 4(5)
由公式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)，可知当前桥受垂向力F1、侧向力F2、纵向力F3、制动扭 矩T4共同作用时，可以得出
Sl = Kl · Fl+ K2 · F2 S2 = K3 · Fl+ K4 · F2 S3 = K5 · F3S4 = K6 · T4(6)
其中Kl、K2、K3、K4、K5、K6为常数，也就是通过垂向力、侧向力、纵向力、制动扭矩分别 对前桥单向加载时，施力位置如图1所示，得到的标定系数。由公式(6)，可以得出Fl = Al · Sl+ A2 · S2 F2 = A3 · Sl+ A4 · S2 F3 = A5 · S3T4 = A6 · S4(7)
其中A1、A2、A3、A4、A5、A6为最终计算系数(常数)。由公式(6)、(7)，可得到
权利要求
1. 一种商用车前桥载荷测试方法，其特征在于包括下列步骤在前桥左侧下弯部分上 面粘贴四个电阻应变片，在前桥左侧下弯部分下面粘贴四个电阻应变片，在前桥左侧下弯 部分前侧面1/4和3/4比例的部位沿轴线方向分别粘贴两个电阻应变片、在前桥左侧下弯 部分后侧面1/4和3/4比例的部位沿轴线方向分别粘贴两个电阻应变片，在前桥左侧前桥 未下弯之前的水平部分的中间前侧面、沿与轴线方向成士45°方向分别粘贴两个电阻应变 片，在前桥左侧前桥未下弯之前的水平部分的中间后侧面、沿与轴线方向成士45°方向分 别粘贴两个电阻应变片；前桥左侧下弯部分上面粘贴的四个电阻应变片分别与前桥左侧下 弯部分下面粘贴的四个电阻应变片对称布片，在前桥左侧部分前侧面粘贴的四个电阻应变 片分别与前桥左侧部分后侧面粘贴的四个电阻应变片对称布片；然后按一定的顺序接入惠 斯通电桥组成四个测试组合应变，利用加载设备和载荷传感器分别对车桥施加纵向力、侧 向力、垂向力和制动扭矩进行单向载荷标定试验，记录下每次试验不同时刻的载荷，用应变 仪记录下不同时刻的应变，直至达到最大载荷后卸载，将应变和载荷输入计算机，经换算得 到对应三方向力和制动扭矩下的载荷与应变关系，进而可以实现前桥三向力和制动扭矩的 准确测试。
全文摘要
本发明涉及一种商用车前桥载荷测试方法，属于汽车前桥载荷测试方法。在前桥左侧粘贴电阻应变片，焊线，分别按顺序接入惠斯通电桥四个桥臂；利用加载设备和载荷传感器分别对车桥施加纵向力、侧向力、垂向力和制动扭矩进行单向载荷标定试验。本发明为准确测试商用车前桥载荷提供了一套小成本、易操作的测试方法，这对工程应用有重要意义。
文档编号G01M5/00GK102147319SQ201010615210
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者刘再生, 赵晋, 魏文广 申请人:中国第一汽车集团公司