一种基于摩擦异响试验台水平方向激振的标定方法技术

一种基于摩擦异响试验台水平方向激振的标定方法，包括：对初始空载状态下水平方向运动的相关参数(力、位移、加速度)进行标定，从而获得，空载状态下水平方向运动的相关参数(力、位移、加速度)，并使用该参数对试验过程中的测试的相关参数(力、位移、加速度)进行修正，具有准确度高的优点，对确保测试参数有真实性具有很高的应用价值。

A calibration method based on the horizontal excitation of the friction abnormal sound test-bed

【技术实现步骤摘要】
一种基于摩擦异响试验台水平方向激振的标定方法
本专利技术属于汽车摩擦异响
，具体涉及一种基于摩擦异响试验台水平方向运动标定的方法。
技术介绍
异响作为衡量汽车制造质量与驾驶感知质量的一个重要指标。汽车内饰材料之间在一定的接触预紧力的作用下产生相对运动，加之，受外界温度和湿度的影响，导致材料对之间摩擦产生让人烦恼的异响。根据统计资料显示，超过一半以上的整车异响问题是由材料之间的摩擦而导致的，所以，在汽车设计过程中如何避免这种异响问题就显得尤为重要。目前，绝大多数的汽车制作公司的解决办法是更换异响兼容性好的材料，如何确定两种接触的材料之间的异响兼容性好坏，只有通过摩擦试验判断这两种材料在一定正压力和相对运动速度下是否会产生异响，以及这种异响的程度多大，从而选择合适的材料匹配对。但是在进行测定时，由于装载样件处于运动状态，所以测定出的数据有所误差，真实性不高、应用价值有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于摩擦异响试验台水平方向激振的标定方法，以解决现有技术中测定数据误差较大的问题。为了达到上述目的，本专利技术的基础方案为：一种基于摩擦异响试验台水平方向激振的标定方法，包括以下步骤：S1，建立力学模型：ma(t)＝-F(t)+T(t)-f(t)；S2，对空载状态下水平方向的位移s(t)、弹力T(t)和加速度a(t)分别进行标定；S3，建立空载时T(t)-s(t)函数关系式；S4，将T(t)-s(t)函数关系式代入力学模型中，得到待拟合力F'(t)函数关系式；S5，定义均方根误差MSE关系式，取MSE极小值，通过矩阵运算可计算出待确定常数参数，将常数参数代入T(t)-s(t)函数关系式，将空载状态下标定的位移s(t)、激振力T(t)和加速度a(t)代入T(t)-s(t)函数关系式计算出T(t)-ma(t)的值；S6，在负载状态下通过传感器得出F(t)的值，将F(t)的值和T(t)-ma(t)的值代入力学模型最并计算出摩擦力f(t)。本基础方案的工作原理和有益效果在于：本方案中先建立了摩擦异响试验台的力学模型，然后建立了力和位移的关系函数。同时标定空载状态下的位移s(t)、激振力T(t)和加速度a(t)，空载状态下，上述三项参数的测定在空载条件下受到外界影响因素少，所标定的值更加接近真实值，能够有效地减少误差。本方案中，还通过均方根误差函数计算进一步减少由于有限次试验带来的误差，最后，只需在负载状态下，通过传感器检测试验台受到的力F(t)，即可计算出试验台的摩擦力f(t)，并且保证摩擦力f(t)接近真实值。进一步，所述T(t)-s(t)函数关系式：所述待拟合力F'(t)函数：所述均方根误差其中N为待拟合区域的长度。采用本方案，使用均方根误差的公式能够有效地减少误差，使计算出的值更加接近真实值。进一步，取令函数M＝N*MSE2，则有当MSE有极小值时，应满足即采用本方案，均方根误差MSE越小，说明误差越小，所以取时计算出的值误差最小。进一步，可以转换成五元一次方程组：通过矩阵运算可以求得待定系数ki和m以及拟合曲线采用本方案，可通过矩阵运算来计算出ki和m以及拟合曲线附图说明图1为本专利技术实施例中，样件A和样件B的受力情况图；图2为本专利技术实施例标定方法的流程图。具体实施方式下面通过具体实施方式进一步详细说明：实施例首先说明摩擦异响试验的设备及过程：该试验中包括试验台、样件B和样件A，试验台中包括水平台和纵向夹具，水平台上固定样件B，纵向夹具的下端面固定样件A；其中水平台上固定有拉杆，拉杆可由电缸进行驱动，使水平台能够左右往复匀速移动；纵向夹具样件B和样件A接触，纵向夹具借由弹簧施加激振力，试验过程中，设定好纵向夹具向下的压力后，该压力值确定唯一，不能进行改变。试验开始后，样件B随着水平台左右往复移动，样件A保持不动，此时样件B和样件A之间产生摩擦力，本实施例的方法用于测定该摩擦力的值，保证该摩擦力的值接近真实值、有实际参考运用价值。样件B和样件A的受力情况参考图1。一种基于摩擦异响试验台水平方向激振的标定方法，结合图2，包括以下步骤：S1，建立力学模型：ma(t)＝-F(t)+T(t)-f(t)；该力学模型为水平台运动时的平衡方程；其中m为待定系数，a(t)为水平台的加速度，F(t)为水平台所受拉力，T(t)为激振力，f(t)为样件A与样件B之间的摩擦力；S2，对空载状态下水平运动方向的位移s(t)、激振力T(t)和加速度a(t)分别进行标定；空载状态样件A和样件B未接触，此时运动过程中未产生摩擦力，平衡方程为F(t)＝T(t)-ma(t)；S3，建立空载时T(t)-s(t)函数关系式，由于弹簧片结构导致弹力与位移之间的关系略微非线性，因此采用三次方程来拟合T(t)和s(t)的关系；S4，将T(t)-s(t)函数关系式代入力学模型中，得到待拟合力F'(t)函数关系式；其中F'为待拟合的力，ki和m为待确定的参数；待拟合力F'(t)即为T(t)-ma(t)的值，确定ki和m后，就能够通过该公式计算出T(t)-ma(t)的具体值，且由于该方程没有摩擦力f(t)的影响，所以计算出的T(t)-ma(t)具体值更加接近真实值，更具参考运用价值。S5，定义均方根误差其中N为待拟合区域的长度，拟合出的函数关系F'(t)应使MSE尽可能小：MSE越小则误差越小；令函数M＝N*MSE2，则有当MSE有极小值时，应满足即可以转换成五元一次方程组：通过矩阵运算可计算出待确定常数参数ki和m以及拟合曲线将常数参数ki、m、以及空载状态下的位移s(t)、激振力T(t)和加速度a(t)代入T(t)-s(t)函数关系式，并计算出T(t)-ma(t)的值；S6，将样件A和样件B装载到试验台上并进行实验，通过传感器得出F(t)的值，将F(t)的值和T(t)-ma(t)的值代入力学模型ma(t)＝-F(t)+T(t)-f(t)中并计算出摩擦力f(t)。以上所述的仅是本专利技术的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本专利技术结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本专利技术的保护范围，这些都不会影响本专利技术实施的效果和专利的实用性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于摩擦异响试验台水平方向激振的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，建立力学模型：ma(t)＝‑F(t)+T(t)‑f(t)；S2，对空载状态下水平运动方向的位移s(t)、弹力T(t)和加速度a(t)分别进行标定；S3，建立空载时T(t)‑s(t)函数关系式；S4，将T(t)‑s(t)函数关系式代入力学模型中，得到待拟合力F'(t)函数关系式；S5，定义均方根误差MSE关系式，取MSE极小值，通过矩阵运算可计算出待确定常数参数，将常数参数代入T(t)‑s(t)函数关系式，将空载状态下标定的位移s(t)、弹力T(t)和加速度a(t)代入T(t)‑s(t)函数关系式计算出待拟合力F'(t)＝T(t)‑ma(t)的值；S6，在负载状态下通过传感器得出F(t)的值，将F(t)的值和T(t)‑ma(t)的值代入力学模型并计算出摩擦力f(t)。

【技术特征摘要】
1.一种基于摩擦异响试验台水平方向激振的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，建立力学模型：ma(t)＝-F(t)+T(t)-f(t)；S2，对空载状态下水平运动方向的位移s(t)、弹力T(t)和加速度a(t)分别进行标定；S3，建立空载时T(t)-s(t)函数关系式；S4，将T(t)-s(t)函数关系式代入力学模型中，得到待拟合力F'(t)函数关系式；S5，定义均方根误差MSE关系式，取MSE极小值，通过矩阵运算可计算出待确定常数参数，将常数参数代入T(t)-s(t)函数关系式，将空载状态下标定的位移s(t)、弹力T(t)和加速度a(t)代入T(t)-s(t)函数关系式计算出待拟合力F'(t)＝T(t)-...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚小平，李沛然，郑瑶辰，杨逸航，
申请(专利权)人：中国汽车工程研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50