一种正交力控制摩托车车架室内多轴疲劳度试验方法技术
An orthogonal force control method for multiaxial fatigue test of motorcycle frame
An orthogonal force control method of motorcycle frame test indoor multi axial fatigue test method, relates to the motorcycle frame fatigue, to solve the existing motorcycle frame fatigue test process test system with complicated structure, coupled to the iterative channel incentives and other issues, including the test system, the system for the simulation system of multi axial load iterative multi excitation spectrum, multi axial impact load can simulate the actual road by the frame, the clamping and loading mode and frame of real road load characteristics is more consistent; the method can simulate multi axial impact load in the actual road motorcycle frame by frame, in the indoor realistic reproduction of the actual load characteristics, can the fatigue performance of more efficient accurate assessment frame, using the orthogonal force control mode, namely horizontal vibration exciter The dynamic excitation and control modes are adopted with the vertical exciter, which well satisfy the structural freedom and motion decoupling of the system, and get a higher simulation precision.
【技术实现步骤摘要】
一种正交力控制摩托车车架室内多轴疲劳度试验方法
本专利技术涉及摩托车车架疲劳度试验方法，具体涉及一种正交力控制摩托车车架室内多轴疲劳度试验方法。
技术介绍
摩托车车架是整车最关键的承载部件，其长期工作于不平路面激励和乘员或货物联合加载所形成的多轴向扰动应力下，容易产生疲劳断裂。因此，对于摩托车新车型车架的轻量化设计而言，其疲劳可靠性考核试验必不可少。传统的道路试验和试验场试验费时费力，可重复性差，而室内台架试验能够在室内模拟再现车架实际道路行驶受载特征，周期短，可重复性好，车架疲劳考核针对性强，具有较好的应用前景。然而，由于试验装置和试验方法的欠缺，现有的车架台架疲劳试验一般采用车架考核针对性不足的摩托车整车台架试验，或者采用装夹和加载方式单一的单轴向单激励或者单轴向多激励车架疲劳试验，车架在台架上的装夹和加载方式不能够有效模拟车架实际道路行驶所受到的多轴向载荷冲击，车架台架受载特征与实际道路行驶时受载特征有较大差距，因而很难高效准确地考核车架的疲劳可靠性。为了真实复现发动机、乘员及货物动载荷和路面激励耦合传递到车架上的动态多轴向载荷激励，可以采用多个不同轴向激振...
【技术保护点】
一种正交力控制摩托车车架室内多轴疲劳度试验方法，其特征是，所述试验方法中采用一套试验系统，该试验系统包括安装基座(1)、水平激振器后支座(2)、水平激振器(3)、导轨(4)、水平激振器力传感器(5)、前支架立管(7)、前支架夹板(8)、龙门架(10)、垂直激振器(11)、垂直激振器力传感器(13)、连接夹具(15)、中间轴(16)、中间轴固定支座(17)、发动机总成(18)、导轨滑板(20)和多个平面铰；所述水平激振器后支座(2)、导轨(4)、龙门架(10)、中间轴固定支座(17)分别固定在安装基座(1)上；所述水平激振器(3)两端均采用平面铰分别与水平激振器后支座(2)和...
【技术特征摘要】
1.一种正交力控制摩托车车架室内多轴疲劳度试验方法，其特征是，所述试验方法中采用一套试验系统，该试验系统包括安装基座(1)、水平激振器后支座(2)、水平激振器(3)、导轨(4)、水平激振器力传感器(5)、前支架立管(7)、前支架夹板(8)、龙门架(10)、垂直激振器(11)、垂直激振器力传感器(13)、连接夹具(15)、中间轴(16)、中间轴固定支座(17)、发动机总成(18)、导轨滑板(20)和多个平面铰；所述水平激振器后支座(2)、导轨(4)、龙门架(10)、中间轴固定支座(17)分别固定在安装基座(1)上；所述水平激振器(3)两端均采用平面铰分别与水平激振器后支座(2)和导轨滑板(20)连接，水平激振器(3)的前端设置水平激振器力传感器(5)；所述垂直激振器(11)两端均采用平面铰分别与龙门架(10)和连接夹具(15)连接，垂直激振器(11)的前端设置垂直激振器力传感器(13)；所述导轨滑板(20)和导轨(4)采用滑移副连接，实现水平往复运动；所述前支架立管(7)与导轨滑板(20)采用平面铰连接；所述前支架立管(7)与前支架夹板(8)采用螺钉连接；所述连接夹具(15)还用于与车架总成(9)连接；该试验方法由以下步骤实现：步骤一、对车架总成(9)进行实际道路行驶工况受力分析，模拟获得车架总成在摩托车实际道路行驶工况下的应力分布集中点，在所述应力分布集中点的相应位置布置应变传感器，并按照摩托车行驶不同路况分别进行实际车辆行驶时车架道路载荷谱采集；步骤二、对步骤一采集的载荷谱进行处理和可靠性验证，确定车架实际路况行驶整体应力分布特征和应力集中的测点，在车架上均匀地选取其中M个应力较大测点，并对不同行驶路况下所述M个测点的载荷谱循环数据进行浓缩，获得该路况下试验系统内模拟试验测点的期望响应信号；步骤三、将车架总成安装在试验系统上，在步骤二中选取的M个测点相同位置布置应变传感器，对所述M个测点施加单通道激励，进行测点应变响应灵敏度和响应线性度分析，选出一对测点作为载荷谱模拟迭代测点，构建两个输入两个输出的2×2方阵控制模拟迭代系统；所述步骤三中选取一对载荷谱模拟迭代测点的具体方法为：步骤三一、对水平激振器单独施加三组频率不变幅值依次增倍的水平正弦力驱动信号，测量车架上相应测点应变响应信号，按照公式一、公式二求取车架相应测点应变响应对水平激振器力驱动信号的响应灵敏度δH和响应线性度γH；对垂直激振器单独施加三组频率不变幅值依次增倍的垂直正弦力驱动信号，测量车架上相应测点应变响应信号对垂直激振器力驱动信号的响应灵敏度δV和响应线性度γV；步骤三二、将车架上相应测点响应灵敏度值和响应线性度值分别按大小进行排序，选取对水平激振器力驱动信号响应灵敏度高且响应线性度好，而对垂直激振器力驱动信号响应灵敏度低的测点1作为水平激振器力驱动模拟迭代测点；再选取对水平激振器力驱动信号响应灵敏度低，而对垂直激振器力驱动信号响应灵敏度高且响应线性度好的测点2作为垂直激振器力驱动模拟迭代测点；其它测点作为模拟迭代监控测点；公式一、公式二、式中：xa(t),xb(t)为前、后两次力驱动信号，ya(t),yb(t)分别对应前、后两次力驱动信号激励下同一测点应变响应信号；δ1为第二组激励相对第一组激励计算所得响应灵敏度；δ2为第三组激励相对第二组激励计算所得响应灵敏度；步骤四、采用步骤三构建的控制模拟迭代系统进行测点载荷谱模拟迭代，并记录迭代误差≤10％的最后一次激振器激励谱，作为该路况疲劳度试验激励谱；所述步骤四中进行测点载荷谱模拟迭代的具体方法为：步骤四一、生成宽带数字白噪声力驱动信号a1(t)和a2(t)分别作为水平激振器和垂直激振器的输入信号，同时采集回收模拟迭代测点1和测点2响应信号b1(t)和b2(t)，根据公式三、公式四求解系统的频响函数H(f)；然后选取步骤二中某一种路况浓缩得到的迭代测点1和迭代测点2载荷谱，按公式五反求激振器初始激励信号。公式三、A(f)＝[A1(f),A2(f)]T，B(f)＝[B1(f),B2(f)]T公式四、公式五、a(0)(t)＝IFFT[H-1(f)B(d)(f)]式中：A1(f),A2(f),B1(f),B2(f)分别为a1(t)，a2(t)，b1(t)，b2(t)的傅里叶变换；A(f)为输入激励矩阵；B(f)为输出响应矩阵；SAB(f)为输入与输出的互功率谱；SAA(f)为输入的自功率谱；H-1(f)为H(f)的逆矩阵。步骤四二、用求取的初始信号激励各激振器，同时采集两个模拟迭代测点的输出响应信号，按公式六求取时频域加权平均误差e(t)，最后按公式七反求平均误差e(t)...
【专利技术属性】
技术研发人员：王登峰，熊锋，张帅，蔡珂芳，王爽，吕天佟，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22
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