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《汽车轮胎六分力测力仪的研制_崔胜民》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、484橡胶工业2001年第48卷汽车轮胎六分力测力仪的研制崔胜民,张京明,尚捷(哈尔滨工业大学汽车工程学院,山东威海264209)摘要:介绍了轮胎六分力测力仪的结构和工作原理。轮胎六分力测力仪能够同时测量汽车行驶过程中轮胎所受到的3个力(纵向力、侧向力和垂直力)和3个力矩(翻转力矩、滚动力矩和回正力矩),具有结构简单、安装方便、成本低等特点。关键词:轮胎;多向力;六分力测力仪中图分类号:TQ336.1文献标识码:B文章编号:1000-890X(2001)08-0484-05轮胎是汽车的重要部件之一,是汽车与地杂,直接利用传感器或电测方法来测量其所受面之
2、间的传力元件,其动态特性直接影响汽车的各种力和力矩是无法实现的,因此需要设计的操纵稳定性、燃油经济性、乘坐舒适性及安全一种测力仪,其机械结构应保证轮胎所受的各性等。种力都将传递到其上,要有利于实现非电量电轮胎动力学的测量一直是汽车工程中努力测,而且能排除同时作用的各个力、力矩间的相探索的课题。传统的测量方法是采用转鼓试验互干扰,同时要考虑安装方便和通用性的要求。台对轮胎进行台架试验,虽然采用该方法可以依据上述要求,我们设计了轮胎六分力测排除许多干扰因素,为建立数学模型提供准确力仪,其结构如图1所示。的数据,但其缺点是台架上轮胎的受力情况与六分力测力仪主
3、要由连接盘、4根测力筋、实际安装轮胎的受力情况有较大差距,而且对集流器和电磁转角测量机构组成。轮胎在各种不同路面上的受力状况无法准确模在汽车行驶时,轮胎与地面之间产生的力拟。经过轮胎、车轮、轮盘、轮毂、悬架传递到车身汽车实际行驶时轮胎的受力测试十分重上。这种测力仪的设计思路是切断从轮盘至轮要,国际上许多大公司都在这方面进行研究,有毂间力的传递,在其间连入测力仪,使力的传递关的测试仪器虽已问世,但价格昂贵。我国在路线改为:轮胎※车轮※轮盘※测力仪※轮毂这方面也有一定研究,但在轮胎六分力全部同※悬架※车身。由于轮盘与轮毂是由测力仪相时测量方面还是空白,为此
4、我们研制设计了轮连接,因此可以保证所有力和力矩都将通过测胎六分力测力仪,将其安装在汽车受力最复杂力仪。另一方面,轮盘上的各个力和力矩都将的转向驱动轮上,以便对不同车型轮胎受到的以4根测力筋分别受拉压、弯曲的形式表现出所有力进行同步测量。来,可以通过电阻应变片较为方便地测量。将测力仪与一个连接盘相连,再与轮毂连接,当测1轮胎六分力测力仪的结构原理力仪用于测量不同汽车时,只要安装一种专用汽车行驶时,转动的车轮受力情况极其复的连接盘即可,保证了通用性。基金项目:山东省自然科学基金资助项目(Q95F0243)2轮胎六分力测力仪的测量原理作者简介:崔胜民(196
5、3-),男,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨工测力仪需要测量汽车行驶时轮胎所受的3业大学汽车工程学院教授,博士,硕士生导师,主要从事汽车个力和3个力矩,即纵向力Fx、侧向力Fy、垂系统动力学研究。直力Fz、翻转力矩Mx、滚动力矩My、回正力第8期崔胜民等.汽车轮胎六分力测力仪的研制485图1测力仪结构简图1—轮毂;2—测力筋;3—连接盘;4—集流器;5—电磁转角测量机构矩Mz。下,每根测力筋都将产生相同的拉伸或压缩变在测量时,由于这6个分力是同时作用的,形。在测力筋1和3上分别轴向粘贴2个应变当用应变片测量其中1个分力时,会受到其它片,其电阻值分别为R5,R6和
6、R7,R8;在测力分力的影响,因此必须消除这些影响。同时,由筋2和4上分别横向粘贴2个应变片,其电阻于工作时存在温度变化,还必须考虑温度补偿,值分别为R11,R12和R9,R10。这些主要靠应变片的布置和测量电路的连接来应变片粘贴位置及电桥连接形式如图2所解决。示。测力仪有4根测力筋,其截面为正方形,共根据电桥的特性可知,电桥的输出电压为:粘贴28片应变片。在测力筋1和3上,分别粘UiΔR5ΔR6ΔR11ΔR12U0=[(+)-(+)+贴8片应变片,其电阻值分别为R1,R2,R5,8R5R6R11R12R6,R13,R14,R17,R18和R3,R4,
7、R7,R8,R15,ΔR7ΔR8ΔR9ΔR10(+)-(+)](1)R7R8R9R10R16,R19,R20;在测力筋2和4上,分别粘贴6式中,R5=R6=R7=R8=R9=R10=R11=片应变片,其电阻值分别为R11,R12,R23,R24,R27,R28和R9,R10,R21,R22,R25,R26。R12=R。具体粘贴位置和方向根据所测力的不同而设在侧向力Fy的作用下,测力筋2和4的不同。R1～R4用于测量垂直力Fz;R5～R12线应变为ε,测力筋1和3的轴向应变为εx。用于测量侧向力Fy;R13～R16用于测量翻转力由材料力学可知,横向粘贴的
8、R9,R10和R11,矩Mx;R17～R20用于测量滚动力矩My;R21～R12应变片的测力关
