汽车疲劳耐久性试验数据采集与应用(疲劳培训)

WFT 六分力传感器
载荷称重传感器
TORKDISK®
静/动态压力传感器
信号调理器
扭矩传感器
Miniature Accelerometer
小型加速度计
3-Component Dynamic Force
DC Accelerometer
High Sensitivity
DC 加速度计
Microphones 高灵敏度传声器
六分力传感器输出信号
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左右悬架位移信号
左前轮轴头三向加速度信号
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左前轮轴头三向加速度信号
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载荷分解
汽车在行驶过程中，不平路面的激励以及驾驶员输入（转向，加速，制动）将导 致汽车行驶状态的变化。这种变化将使车轮载荷随时间而变，进而悬架各零部件之间
发生相对位移。这种相对位移的产生源于悬架各零部件之间的动态载荷所发生的相对
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Series 5400 Wheel Force Transducer
5400系列车轮六分力传感器 What does it do? 它用来做什么？
…a 6 degree of freedom sensor capable of measuring vertical, lateral, and longitudinal forces simultaneously with brake, steer, and camber moments 在车轮制动、转向和外倾时，能够同时测量车轮的垂直、侧向及纵向的 力和扭矩的六自由度的传感器。
整车道路载荷测试 整车疲劳试验

零部件载荷测试
零部件疲劳试验 整车应力测试 零部件应力测试

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汽车疲劳耐久试验
汽车疲劳耐久解决方案流程
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测试步骤
1. 对所有的通道和传感器进行命名和编号。
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测试步骤
2. 确认方向
1）加速度计方向与整车坐标系的关系 2）位移传感器：拉伸为正，压缩为负 3）方向盘转角：左转为正
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PCB GROUP
Vibration, Shock, Pressure, Force, Load, Torque, Acoustic Measurement Solutions
振动、冲击、压力、力、载荷、扭矩、声学等测试解决方案
Load Cell
Pressure Transducer
Signal Conditioner
变化，故而在行驶里程累计到一定程度后，某些零部件将会疲劳破坏。因此有效的获 取悬架零部件动态载荷时间历程，是分析和设计零部件耐久性能的重要工作。
一般来说，悬架结构强度和疲劳分析可以分为零部件级和系统级分析方法。
零部件级分析：采用多体动力学方法得到悬架硬点载荷，对单一结构进行分析的 方法； 系统级分析方法：以整个悬架为基础，同时考虑衬套、限位块刚度以及零部件间 相互运动的影响的分析方法。 零部件级分析方法原理简单，而且容易将分析过程流程化、规范化，从而保证分 析结果的准确性和一致性； 系统级分析方法，由于能够考虑几乎所有的悬架本身特性，如非线性连接关系、 运动关系等特性，因而可以得到更为准确的分析结果。

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History of Wheel Force Transducer
车轮六分力传感器发展历史 Single Piece Design 整体式设计 L – Strut Configuration Cabling through Spindle L型桥路设计 信号由特殊改制的传动轴输出
History of Wheel Force Transducer
车轮六分力传感器发展历史

AT Caldwell Award for Technical Paper on WFT WFT技术论文所获奖励
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History of Wheel Force Transducer
车轮六分力传感器发展历史 Second Generation – Evolves to be like the modern WFT 第二代-与现在主流的WFT产品已经非常相似
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设备仪器安装调试
车轮六分力传感器
测力方向盘
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设备仪器安装调试
三向加速度传感器
拉线式位移
GPS天线
应变片
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试验规范
制定严格全面的道路试验规范。
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试验规范
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测试原则
原则：测试过程中，确保试验数据的可靠与准确性。（为了确保数据质量， 在正式测试之前，进行一个试测。试测的工况可以选择加速+制动+转 向的工况，然后进行数据检查和校队。）
都将是0。因此在采集完成后，要对此进行处理；
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测试步骤
11. 有条件的话，可以采用给特征路面标记
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测试步骤
12. 采集完成后，要对所有加速度信号进行低通滤波器滤波，并注意没有 相位移动；最后对所有采集的信号要进行检查，在确保信号没问题后， 再拆解测试仪器。
13. 完成测试报告，并对所有测试通道的正负极和测量信号名称与内容给 予明确说明，必要时附以照片帮助说明（要特别注意的是，车辆参考坐 标系的XYZ方向，按右手螺旋法则，X：水平指向车后；Y：水平指向车右； Z：垂直指向车上。因此对各通道正负极说明时，尽可能用车辆参考坐标 系说明）。
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Series 5400 Wheel Force Transducer
5400系列车轮六分力传感器
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记录试验车状态
试验车量 变速箱类型
驱动类型
轮胎类型 前桥轴荷 后桥轴荷 测试基本情况
时间
试验场 襄樊 室外温度 测试人员
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设备仪器安装调试
每一个设备仪器都需要调试正常，
应变最好有补偿，做成半桥或者全桥。
数据线一定采用高屏蔽的线缆。
通道很多，一个数采可能不够，可以用多个，最好所有通道一次同步 采集，必 要时用路由器同步。 供电：电源最好采用直流电瓶。六分力传感器单独供电，电瓶必须固定。 加速度计等传感器必须固定在大的不易变形的零件上，固定支架必须 保证最够的强度和刚度。

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整车与零部件性能试验
整车与零部件性能试验规范制定流程
顾客需求
市场规范
产品定义
整车性能规范
整车性能与子系 统的关系
子系统性能规范
整车性能规范向 子系统分解
零部件性能规范
子系统性能规范 向零部件分解
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整车与零部件性能试验
整车与零部件试验
疲劳与强度试验
振动与噪声试验
整车道路试验 • 整车不同路面试验噪音 与振动测试 实验室试验 • 整车转鼓试验台试验 • 整车模态试验 • 零部件模态试验 • 进气噪音测试 • 排气噪音测试 • 转递函数测试 • 整车漏声测试 减震降噪材料试验 • 吸音系数测试 • 声音传递损失测试 • 阻尼特性测试 • 橡胶件刚度测试
3. 对分段采集的工况名称，采集次数要预先编号，让其与实验工况的名称 一致，如制动工况、蛇形工况等等。 4. 采集之前，测量各轮胎气压以保证气压一致，同时测量各轮胎静态载荷； 记录天气和室外温度，风速和方向，路面是否积水等； 轮胎一定要做动 平衡。 5. 在正式上路采集之前，让汽车处于水平路面，发动机怠速，记录数据10 秒钟 ； 6. 在采集完之后，让汽车处于水平路面，发动机怠速，记录数据10秒钟；
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Series 5400 Wheel Force Transducer
5400系列车轮六分力传感器 So what exactly is a Wheel Force Transducer? 什么是车轮六分力传感器？
…essentially a ―disk‖ designed to replace the center of the vehicle rim that is strain gaged to measure forces and moments about its center 本质上来说，它就是一个替代汽车轮辋中心部分的圆盘，通过其上的应 变片来测量作用在车轮中心位置上的力和扭矩。
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History of Wheel Force Transducer
车轮六分力传感器发展历史 Original complete one wheel system with Transducer Interface Unit (TIU) 最初的一套完整的六分力传感器系统，带TIU接口单元
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- Acquired Key Transducers in 1999 1999年并购Key Transducers公司 - Acquired RS Technologies assets in 2009 于2009年收购RS Technologies公司 - Engineers and manufactures load cells, torque transducers, wheel force transducers 设计和制造载荷传感器、扭矩传感器以及六分力传感器 - Engineers and manufactures tooling systems based on load and torque applications (torque angle transducers, torque wrenches, acquisitions units) 基于载荷和扭矩的应用，设计和制造相应的延伸产品（扭矩角度传感器， 扭矩扳手，采集模块） - Markets to automotive, aerospace and rail applications 应用领域涉及汽车，航空航天以及铁路
三分量动态力传感器
Sound Level Meters
Human Vibration Meters
Instrumented Steering Wheel