一种机械弹性车轮磨损程度测量方法技术

本发明专利技术公开了一种机械弹性车轮磨损程度测量方法，步骤：建立机械弹性车轮的有限元模型；使用机械弹性车轮模态试验分析系统验证机械弹性车轮有限元模型的正确性；使用验证后的机械弹性车轮有限元模型计算不同磨损程度下机械弹性车轮的各阶固有频率；将计算得到的各阶固有频率值作为BP神经网络的输入量，机械弹性车轮的磨损量作为BP神经网络的输出量，训练BP神经网络模型；测量机械弹性车轮的各阶固有频率输入到训练好的BP神经网络，求解得到机械弹性车轮的磨损量。本发明专利技术可以精确测量不同磨损程度下的机械弹性车轮花纹厚度，保证轮胎花纹厚度在安全范围以内，降低由于轮胎过量磨损所导致的安全问题。

【技术实现步骤摘要】
一种机械弹性车轮磨损程度测量方法
本专利技术属于磨损检测
，特别涉及了一种车轮磨损程度测量方法。
技术介绍
车辆在行驶过程中，机械弹性车轮与地面会发生一直发生摩擦，轮胎的花纹在经过长时间的摩擦后，轮胎会产生磨损，轮胎花纹会逐渐减薄，若轮胎花纹过量磨损，使其厚度小于了安全厚度，则会导致车轮在行驶过程中制动性能下降，行驶平顺性降低，甚至发生交通安全事故，因此如何精确地对不同磨损程度下的机械弹性车轮花纹厚度进行测量，保证轮胎花纹厚度在安全范围内变得尤为重要。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
提到的技术问题，本专利技术提出了一种机械弹性车轮磨损程度测量方法，能够精确测量不同磨损程度下的机械弹性车轮花纹厚度。为了实现上述技术目的，本专利技术的技术方案为：一种机械弹性车轮磨损程度测量方法包括以下步骤：(1)使用三维建模软件建立机械弹性车轮的三维模型，将建好的三维模型导入有限元分析软件，建立机械弹性车轮的有限元模型；(2)使用机械弹性车轮模态试验分析系统对机械弹性车轮进行模态试验，测量得到机械弹性车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械弹性车轮磨损程度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)使用三维建模软件建立机械弹性车轮的三维模型，将建好的三维模型导入有限元分析软件，建立机械弹性车轮的有限元模型；/n(2)使用机械弹性车轮模态试验分析系统对机械弹性车轮进行模态试验，测量得到机械弹性车轮在自由悬置工况下的前m阶固有频率和固有振型，6≤m≤20；使用步骤(1)建立的机械弹性车轮的有限元模型，计算得到在自由悬置工况下机械弹性车轮前m阶的固有频率和固有振型；比较前述两种情况下得到的固有频率和固有振型，若两者之间的误差小于等于设定的误差阈值，则认为该机械弹性车轮的有限元模型满足精确度的要求；若两者之间的误差大于设定...

【技术特征摘要】
1.一种机械弹性车轮磨损程度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)使用三维建模软件建立机械弹性车轮的三维模型，将建好的三维模型导入有限元分析软件，建立机械弹性车轮的有限元模型；
(2)使用机械弹性车轮模态试验分析系统对机械弹性车轮进行模态试验，测量得到机械弹性车轮在自由悬置工况下的前m阶固有频率和固有振型，6≤m≤20；使用步骤(1)建立的机械弹性车轮的有限元模型，计算得到在自由悬置工况下机械弹性车轮前m阶的固有频率和固有振型；比较前述两种情况下得到的固有频率和固有振型，若两者之间的误差小于等于设定的误差阈值，则认为该机械弹性车轮的有限元模型满足精确度的要求；若两者之间的误差大于设定的误差阈值，则需要对机械弹性车轮进行重新建模，直到满足精度要求；
(3)改变机械弹性车轮有限元模型的花纹厚度，模拟不同磨损程度下的机械弹性车轮，并使用有限元分析软件计算不同花纹厚度情况下的机械弹性车轮在自由悬置工况下下的前m阶固有频率；
(4)将步骤(3)计算得到的不同花纹厚度下机械弹性车轮在自由悬置工况下的前m阶固有频率作为BP神经网络的输入量，花纹厚度作为BP神经网络的输出量，对BP神经网络进行训练，得到训练好的BP神经网络模型；
(5)对于任意磨损程度下的机械弹性车轮，使用机械弹性车轮模态试验分析系统测量得到机械弹性车轮在自由悬置工况下的前m阶固有频率，然后将固有频率数值输入步骤(4)训练好的BP神经网络模型，获得机械弹性车轮的花纹厚度，即得到车轮的磨损程度。


2.根据权利要求1所述机械弹性车轮磨损程度测量方法，其特征在于，步骤(1)的具体过程如下：
(101)使用三维建模软件建立机械弹性车轮的零部件三维模型，包括轮毂、垫片、轮毂连接件、中间连接件、铰链连接件、卡环、弹性环和橡胶胎体，并将上述零部件装配得到机械弹性车轮三维装配体；
(102)将装配好的机械弹性车轮三维模型导入有限元分析软件中；
(103)对机械弹性车轮的各个零部件赋予相应的材料属性，包括密度、杨氏模量和泊松比；然后设置相应的接触属性，并对机械弹性车轮进行网格划分，得到划分好网格的机械弹性车轮有限元模型。


3.根据权利要求2所述机械弹性车轮磨损程度测量方法，其特征在于，在步骤(103)中，对于橡胶材料，选取Mooney-Rivlin模型作为其超弹性本构模型，橡胶材料的Mooney-Rivlin模型的应变能密度函数W表示如下：
W＝C10(I1-3)+C01(I2-3)
上式中，C10、C01为材料系数；I1为第一应变不变量；I2为第二应变不变量。


4.根据权利要求1所述机械弹性车轮磨损程度测量方法，其特征在于，在步骤(2)中，使用机械弹性车轮模态试验分析系统对机械弹性车轮进行模态试验的具体过程如下：
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮伟，赵又群，杜宜燕，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32