6.2 實驗過程

6.2.1 實驗加載記錄流程

實驗過程中每個車架加載流程如下（單位t）：

第一階段：5-10-5-0

第二階段：5-10-15-10-5-0

第三階段：5-10-15-18-20-18-15-10-5-0

第四階段：5-10-15-18-20-22-24-25-27-29-30

第四階段加載過程預(yù)定為看現(xiàn)場加載情況來定加載到多少噸位，根據(jù)實際現(xiàn)場情況最后兩次拉伸均拉到最大噸位30t。

6.2.2 實驗數(shù)據(jù)記錄

實驗中對每次加載噸位和加載時間都有詳細記錄，為了讓數(shù)據(jù)穩(wěn)定各加載階段中每個噸位的應(yīng)變儀數(shù)據(jù)都記錄了三次。

7.實驗數(shù)據(jù)處理與分析

7.1數(shù)據(jù)處理

  通過ANSYS仿真和實際測試后，應(yīng)力場的分布情況基本相同。在ANSYS仿真中，建立的模型尺寸，材料屬性及加載位置和約束情況，均與實際測試中的工況基本相同，仿真具有一定的真參考度和可靠性。由于應(yīng)變花的貼片厚度及車架經(jīng)過較大的拉力后，個別應(yīng)變花可能破壞，采集后的應(yīng)力值較大不予考慮。以下分析中的仿真值與測量值均為車架表面應(yīng)力，仿真值每個測點取了應(yīng)力平均值、應(yīng)力最大值和應(yīng)力最小值，正值為拉應(yīng)力，負值代表所受應(yīng)力為壓應(yīng)力，由于應(yīng)變花范圍較大而仿真分析中取值節(jié)點較小，為了使仿真結(jié)果更具可靠性，這里所取的仿真值均為測點附近取多值后所得的平均值。測量值為根據(jù)實驗測得應(yīng)變而求出的主應(yīng)力值中的較大值，其求解方法如下：

   據(jù)平面應(yīng)變分析理論知，若某點任意三個方向的線應(yīng)變知道，就能計算出該點的主應(yīng)變和主方向，從而計算出主應(yīng)力。因此測量某點的主應(yīng)力和主方向時，必須在測點布置三枚應(yīng)變片。通常將三個敏感柵粘貼在同一基底上，稱為應(yīng)變花。常用的應(yīng)變花有兩種：1.三敏感柵軸線互成120°角，稱等角應(yīng)變花。2.兩敏感柵軸線互相垂直，另一敏感柵軸線在它們的分角線上，稱為直角應(yīng)變花。該實驗中應(yīng)用的是等角應(yīng)變花。

   由應(yīng)變分析和應(yīng)力分析理論知，測得、和后，可按下列公式計算主應(yīng)力：

  車架受力情況主要集中在加載位置周邊，重點分析測點（1，4，5，8，11，12），如表3所示(測量值1----第一車架經(jīng)過25t拉力后，測量值2---第二車架未拉)：

其余測點分析如表4所示(測量值1----第一車架經(jīng)過25t拉力后，測量值2---第二車架未拉)，其中19測點測量1的值由于應(yīng)變片未知原因未能測得：

7.2最大畸變能準則下的應(yīng)力

    實驗測得應(yīng)力值為車架表面應(yīng)力，更能反映車架真實受力情況的是Equivalent stress，現(xiàn)將所有測點Equivalent stress統(tǒng)計如表5：

7.3誤差分析

對于應(yīng)力值較小的測點，物理實驗過程中加載拉力的鋼絲繩較粗，受力方向稍微不同就會導(dǎo)致兩次測量值和仿真值差距較大，仿真時受拉實驗時也可能受壓，故只有受力較大的測點其誤差范圍的參考價值才較大，下表6中為應(yīng)力值較大的重要測點誤差范圍，其中誤差1為測量值1的誤差。誤差2為測量值2的誤差，表中誤差數(shù)值為誤差百分比，正值代表測量值大于仿真值，負值代表測量值小于仿真值。

由以上分析可以看出大部分測量值和仿真值都較為吻合，也有部分測點差距較大，部分測點差距較大的原因分析如下：

1.車架模型在有限元分析時經(jīng)過一定的簡化，主要體現(xiàn)在螺栓和鉚釘全部簡化刪除；

2.仿真約束不能完全和測試時約束相同；

3.仿真時拉力加載為集中載荷，該載荷垂直于加載平面，受力時車架會發(fā)生變化，而受力方向會隨著加載平面方向的變化而變化，測試時受力方向始終向著鋼絲繩拉直的水平方向，故仿真和測試的受力方向會有微小差異；

4.貼應(yīng)變花時502膠水的厚度對測試精度有一定影響；

5.由于千分表和錄像機使用時會產(chǎn)生磁場，而磁場會對應(yīng)變片電阻產(chǎn)生影響進而影響部分測點測試精度。

以上測點中第一次測量用車架和第二次測量用車架原始狀態(tài)不同（第一次測量用車架已經(jīng)過25t拉力，第二次測量用車架未經(jīng)任何拉伸），且實驗過中應(yīng)變片貼片位置有微小差異，實驗中受拉力的大?。ɡ_度0.1t）和方向也會有微小不同，由于這些不確定因素的存在，測點9、15和16的兩次測量表現(xiàn)出了拉壓不同的現(xiàn)象。

8.實驗結(jié)果

車架經(jīng)過ANSYS仿真和現(xiàn)場實驗后，車架能夠經(jīng)受住20t的拉力作用，達到了設(shè)計強度。并且在最大30t的拉力作用下，車架無明顯變形，只是部分區(qū)域的應(yīng)力值較大，達到了強度極限。