汽車輪荷測量儀結構解耦與優(yōu)化研究.pdf

1、在車輛的設計領域，質心位置對汽車的安全性能的影響較大。側傾法是實現多軸汽車質心測量的新方法之一，測量過程的核心是要求輪荷測量儀在傾斜狀態(tài)下有較高的測量精度。由于在傾斜狀態(tài)下測量輪荷時，作用在測量儀上切向力與法向力對其彈性體應變部位的輸出產生耦合的作用，因此實現輪荷測量儀的解耦成為本課題的關鍵。
　　首先，闡述了輪荷測量原理，并根據測量儀在測量輪荷時的實際工況，建立測量臺彈性體在水平、斜狀兩種狀態(tài)下的力學模型。通過理論分析和計算，推

2、導出彈性體的約束反力和測量臺的應變輸出與載荷的關系。分析彈性體在傾斜狀態(tài)下，受到切向分力時通槽部位的應變輸出變化情況，研究其耦合機理；分析結果證明彈性體可以在結構上實現解耦，并自動補償由溫度引起的耦合量。
　　其次，對比研究2Cr13、40CrNiMoA、0Cr17Ni4Cu4Nb三種鋼材和硬鋁合金這四種材料的力學性能。先采用梁的簡化模型，分別進行理論計算、有限元仿真分析和實驗研究。四種材料的實驗結果對比驗證有限元仿真過程的有效性

3、，并為彈性體材料的選擇提供依據。合理選擇彈性體的材料，以改善彈性體的力學性能，同時降低由材料力學性能差異引起的滯后性、蠕變，從而減小測量儀的測量誤差。
　　再次，利用ANSYS軟件的批處理功能，通過 APDL編寫命令流程序，采用單因素和多因素兩種方法對彈性體結構參數進行靈敏度、重量兩個目標函數的優(yōu)化設計。優(yōu)化求解，得到目標函數與解序列間的關系曲線，最終確定彈性體結構尺寸的最佳組合。這樣提高了測量儀的測量范圍并且減輕了儀器自身的重量