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【干貨】 車架總成后橫梁應力測試
1.試驗目的
針對改裝后的車架總成，測試后橫梁在設計最大負荷作用下的應力分布及最大應力值，并與有限元計算結(jié)果比較，驗證其強度是否達到設計值。
2.引用標準
GBT 6792-2009 客車骨架應力和形變測量方法
GB T 12534-90汽車道路試驗方法通則
3.試驗條件及試驗車輛的準備
3.1試驗場地與環(huán)境
a. 試驗用車架總成按設計圖紙按1：1比例制造；
b. 試驗場地為室內(nèi)，常溫。
3.2 試驗儀表、器具
a. 電阻應變儀，測量范圍0~30000me，分辨率1me；
b. 數(shù)據(jù)采集器，A/D 轉(zhuǎn)換率200kHz；A/D分辨率16位；
c. 電阻應變花，阻值120Ù；屏蔽電纜
d. 鋼尺，卡尺，秒表。
3.3 其他車輛試驗條件的準備應符合GB/T 12534 的有關規(guī)定。
4.應力測量方法
4.1 確定測點布置方案
選擇車架后橫梁總成車鉤孔位置附近、后橫梁總成的內(nèi)、外沿平整處。按結(jié)構受力情況，根據(jù)有限元分析結(jié)果，確定最大應變出現(xiàn)的區(qū)域，各測點均采用電阻應變花。
4.2 確定應變片柵長與種類
根據(jù)應力分布梯度，選擇合適的應變片柵長與種類。
4.3 應變片粘貼與引線焊接
對測量區(qū)域進行清洗后，用手砂輪或砂紙打磨表面，去掉鐵銹、油漆和污垢，達到
左右，按布置方案用記號筆畫出標記線，用四位惠斯頓電橋測量各應變片的電阻值，要求其偏差在±0.5歐姆以內(nèi)，然后用膠水進行粘貼。
粘貼完畢后，焊接應變片引線。焊接之前應在靠近應變片位置處粘貼接線端子，焊接引線時要注意與基體的絕緣，引出電纜要注意屏蔽。焊接完成后要對應變片、接線端子一起采用密封膠做防潮和絕緣處理。
4.4 應變儀的連接與調(diào)平
應變花的每個應變片采用單臂方式接入電阻應變儀，每一支路都單獨調(diào)平，注意接入與所用應變花相同阻值的溫度補償電阻。
5.車架裝卡與載荷施加
車架裝卡利用試驗場地提供的設備，安裝方法依照使用說明書進行。
載荷施加在牽引鉤上，最大載荷30噸。
6.試驗程序
a. 將車架總成裝卡在實驗臺架上，處理應變片粘貼處表面，在設定的位置粘貼應變花，注意粘貼角度要準確，避免傾斜；粘貼接線端子、焊接引線和引出線，密封與絕緣處理。
b. 在應變儀上正確“接橋”，接通應變儀電源，調(diào)節(jié)電橋平衡。
c. 應變儀預熱一段時間后，再次調(diào)節(jié)電橋平衡；施加載荷、記錄數(shù)據(jù)，有效試驗的次數(shù)不少于3次。
6.1 ANSYS仿真及應變片位置確定
基于車架需滿足20t的拉力作用，車架需具有足夠的強度要求，現(xiàn)利用有限元軟件ANSYS進行強度分析，在ANSYS分析中分別分析了加載力為15t、20t和30t的三種加載狀態(tài)，分析中拉力加載在鉤子簡化后的前端面上，根據(jù)現(xiàn)場實驗條件在左、右縱梁壓型上各開的孔，并在這12個孔內(nèi)壁加上全約束。分析得出的應力場分布如圖1和圖2所示，ANSYS分析中全部節(jié)點應力在附表3中。
加載力為20t時的車架變形圖和70倍變形放圖如圖3和圖4所示
根據(jù)應力場的分布情況，將應變花跌貼于車架的應力較大區(qū)域，具體測點如圖5，利用高速程控靜態(tài)應變數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)進行測試。待數(shù)據(jù)采集整理后，各測點的應力值，見附表1和表2（各測點貼片位置見附圖）。
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