更短的開發(fā)周期 - 這是全球所有技術(shù)公司的目標(biāo). BORBET, 全球領(lǐng)先的鋁制輪轂的制造商采用了智能系統(tǒng)進(jìn)行測試。其采用了高動(dòng)態(tài) QuantumX MX410 測量放大器進(jìn)行在線測試.

鋁合金車輪 有著出眾的外觀和運(yùn)動(dòng)感。一輛汽車的光澤，表達(dá)了車主的個(gè)人風(fēng)格，激情，熱情和自豪感。

BORBET 有2,000 多種輕質(zhì)鋁產(chǎn)品, 并且隨著時(shí)間在不斷增加。 設(shè)計(jì)創(chuàng)造性并且只有尺寸的限制，這正是鋁制輪轂的最大優(yōu)勢。 由于制動(dòng)被置入，客戶對(duì)于輪胎的限制降到了最低點(diǎn)，幾乎只有尺寸的約束。相對(duì)鋼制輪轂，鋁制輪轂光澤和功能性更勝一籌。

數(shù)學(xué)和嚴(yán)格測試使之更安全

不用說，鋁制輪轂需要和鋼制輪轂一樣可靠，堅(jiān)固，承受相同的負(fù)載，并且需要更優(yōu)美的外觀。

首先，輪轂屬于安全部件。技術(shù)訣竅，物理特性和強(qiáng)度測試是保證其堅(jiān)固的最重要方法。開發(fā)者需要采用有限元分析 (FEM) 進(jìn)行新產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并進(jìn)行固態(tài)模擬。

模擬計(jì)算的基礎(chǔ)是胡克定律。其描述了作用力和彈性形變之間的關(guān)系。當(dāng)力作用在彈性體上，無論是延長還是縮短，材料和機(jī)械應(yīng)力隨之產(chǎn)生。

在彈性范圍內(nèi)，關(guān)系是線性的。發(fā)生的機(jī)械應(yīng)力，直接依賴材料的彈性模量和應(yīng)變。楊氏模量 是一個(gè)常數(shù)，對(duì)于鋁合金材料，在 0.01 到 0.1 kN/mm² 彈性范圍內(nèi)，楊氏模量的數(shù)值為 70 - 75 kN/mm².

胡克定律:

有限元方法離散成一個(gè)定義/有限集，也稱為元素的子域，連續(xù)域。

每個(gè)部件都被描述成一個(gè)等式，從數(shù)學(xué)上捕獲部件的機(jī)械應(yīng)變。并且每個(gè)部件都和相鄰的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行鏈接。換句話說，如果一個(gè)力作用在一個(gè)部件上，從數(shù)學(xué)上來講，其也作用在相鄰的部件上。

機(jī)械應(yīng)力 和點(diǎn)之間的相互作用通過部件等式描述整個(gè)結(jié)構(gòu)。由此產(chǎn)生的負(fù)載狀況產(chǎn)生了負(fù)載負(fù)載曲線。承受最大負(fù)載的點(diǎn)通過特殊顏色標(biāo)注其為潛在的薄弱點(diǎn)。

結(jié)構(gòu)分析

理論和實(shí)踐結(jié)合
模擬假設(shè)了理想環(huán)境，隨之需要進(jìn)行真實(shí)測試對(duì)理論結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。因此, 應(yīng)變片 (SG) 被安裝在理論最大負(fù)載區(qū)域。 應(yīng)變片對(duì)拉壓向力響應(yīng)并轉(zhuǎn)化為電阻變化

應(yīng)變計(jì)安裝在測試件上

由于電阻變化非常小，無法進(jìn)行直接分析，因此應(yīng)變片需要組成一個(gè)惠斯通電橋。

惠斯通電橋

應(yīng)變 ε 采用如下等式進(jìn)行計(jì)算:

在應(yīng)變片安裝后，鋁制車輪需要進(jìn)行疲勞測試或者雙軸測試。 雙軸測試 可以體現(xiàn)新開發(fā)的車輪的實(shí)際結(jié)構(gòu)特性; 現(xiàn)在雙軸測試已經(jīng)被用于實(shí)驗(yàn)室。

測試臺(tái)上車輪旋轉(zhuǎn)過程中, 信號(hào)通過無線遙測技術(shù)傳遞到 QuantumX MX410 測量放大器 上. 這種結(jié)構(gòu)緊湊，4通道的放大器專門用于采集，分析高動(dòng)態(tài)的機(jī)械過程。

MX410 通用采集模塊每個(gè)通道都支持6種傳感器技術(shù)，采樣率高達(dá) 96 kHz/通達(dá)，并且提供 24位精度信號(hào)。

其可以進(jìn)行高動(dòng)態(tài)力和加速度信號(hào)高精度測量。經(jīng)過調(diào)理的測量信號(hào)可以數(shù)字或者模擬信號(hào)，并且 MX410 可以非常容易連接到不同的分析系統(tǒng)中。其提供以太網(wǎng)和火線接口，測量結(jié)果可以使用電腦進(jìn)行記錄，分析，可視化并進(jìn)行分析，例如使用 catmanAP 軟件.

10,000 公里測試反應(yīng)三十萬公里的行程

根據(jù)數(shù)家德國汽車制造商的要求，一個(gè)輪胎的正常壽命為 300,000 公里, w在雙軸測試臺(tái)上需要進(jìn)行 10,000 公里的模擬測試。

在特殊 98-stage (Europazyklus) 十萬公里的測試周期，相當(dāng)于在歐洲三十萬公里行程對(duì)車輪的損害。 在測試臺(tái)上，負(fù)載相當(dāng)大，并且快速運(yùn)轉(zhuǎn)，以模擬在歐洲道路上三十萬公里的行程。 在測試臺(tái)上測試，能夠大大縮短開發(fā)流程，并能夠快速響應(yīng)。

力和彎矩

如果前軸允許靜態(tài)負(fù)載為1,000公斤，這意味著每個(gè)車輪有一個(gè)500公斤的靜負(fù)荷能力。此外，輪轂需要承受車輛本身的負(fù)載,還需要承受由駕駛造成的動(dòng)態(tài)力和彎矩。

通過疲勞測試保證質(zhì)量

雙軸測試 主要用于新輪轂的開發(fā)。疲勞測試是另外一種耐久性測試。作用于輪胎的力包括垂直力和拐彎時(shí)靜摩擦造成的水平側(cè)向力。這兩種力計(jì)算獲得的最大彎矩 可用作測試的基礎(chǔ)。

根據(jù)不同的車型，實(shí)際彎矩大約在 2.5 kNm 到 10 kNm 之間。 TÜV 條例要求鋁制輪轂在200,000 負(fù)載周期 承受75% 的彎矩，在 1,800,000 負(fù)載周期承受 50% 的彎矩的測試中沒有任何裂縫。通過疲勞測試，可以保證產(chǎn)品質(zhì)量 。

優(yōu)化能源消耗

耐久性測試 能夠獲得潛在的安全邊際。輪轂的測試，能夠得到其使用壽命，并對(duì)輪轂的使用材料進(jìn)行優(yōu)化。

原則上講，使用更少的材料，獲得一樣的強(qiáng)度。能夠使車輛的重量更輕，速度更快，使用更少的燃油，減少排放量。

另外可以減少鋁的使用，由于鋁的生產(chǎn)需要耗費(fèi)更多的能源。Borbet 每年生產(chǎn)的輪轂數(shù)以百萬計(jì)，直接有助于降低能源消耗并保護(hù)環(huán)境。

結(jié)論

HBM 測量技術(shù)不僅可以為優(yōu)美外觀的鋁制輪轂，提供更高的安全性，并且通過耐久性測試為節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境作出貢獻(xiàn)。