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飞轮壳动态应变测量分析试验

分类:应力应变测试    关键词:应变测量

近年来,随着汽车工业的快速发展,汽车的安全性能越来越受到人们的重视。传动轴是汽车传动系统中传递力矩的关键零件之一,它直接影响汽车是否能正常工作,与传动轴配套的飞轮壳的安全性能对整车也有很大影响。

本文采用电阻应变法对飞轮壳进行动态应变测量,分析某牵引车安装的传动轴对后飞轮壳发生破裂的影响。确定飞轮壳振动在原地后桥支撑和道路两种工况下的动态应变关系,给出了飞轮壳的动态应变频谱图,并对飞轮壳易破裂的部位以及相应危险的频率范围进行了分析。

现有问题

飞轮壳破裂的位置大多是从固定启动电机的螺孔开始,向上壁沿铸造分型处延伸,或是从飞轮壳与缸体后端的联接螺孔向周围延伸。

飞轮壳的破裂通常发生在车辆的发动机、离合器、变速器、传动轴等部件经过修理或更换新件后,在汽车长途行驶途中发生的。故障车辆的路试结果表明,当车辆以某一时速行驶时,会发生非常明显的振动,当车速降低或升高后,振动就会很快消失。

飞轮壳破裂是由于汽车在行驶时发生强烈的振动引起的,而汽车行驶过程产生的强烈振动表明汽车传动过程中出现了离心力系的不平衡。造成离心力系不平衡的原因,可能是传动系统的某一部件或组件存在不平衡量超差,或者是传动系统是某一联接部位紧固失效或车架变形,或由发动机支承失效造成的传动中心偏移引起。

本文在为某一牵引车更换传动轴后,通过振动应变测量分析了飞轮壳可能出现破裂的部位以及出现破裂的原因。仪器采用聚航科技生产的JHDY动态应变仪,精度高、稳定性好、抗干扰能力强,软件式操作,可直接显示所需物理量。测量数据实时同步,可自动保存。

应变测点位置

飞轮壳上部左侧靠发动机联接处(飞轮壳破裂处)为测点1#,飞轮壳上部中间靠发动机联接处为测点2#,飞机壳上部右侧靠发动机联接处为测点3#,飞轮壳上部中间靠离合器壳联接处为测点4#

应变测量工况

1. 原地振动测量工况

为了分析传动轴旋转振动对变速箱的影响,测量状态分为两种:1.变速箱处于空挡、发动机工作、整车原地不动;2.后桥支撑,使后轮悬空、变速箱分别挂上五档和六档、发动机工作、传动轴转动、整车原地不动。

分别在发动机转速为800、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2300和2500r/min下测量测点的振动加速度。

2. 道路振动测量工况

道路振动试验选择在某高速路段进行。车度分别在五档40、50、60、70km/h和六档50、60、70、80、90km/h时,测量各测点的振动加速度。

应变数据分析

根据测量得到的应变幅值可计算各种工况下各测点的应变均方根值,用以评价各测点的应变能量的大小。

根据试验得到的数据可得出以下几个结论

1. 各测点的应变值相差很大,其中1#测点比2#3#测点的应变值大5倍左右,1#测点比4#测点的应变值大10倍以上。因此,就当前的测点而言,1#测点附近是飞轮壳最容易破裂的部位。

2. 发动转速在2000r/min以下的应变值相对较小且变化不大,2000r/min以上的发动机转速引起的振动会产生较大的动态应变。因此,发动机转速高于2300r/min会引起飞轮壳破坏的危险转速。

3. 牵引车行驶时的道路振动引起的飞轮壳应变比原地发动机振动时要大3倍左右。因此路面激励和传动轴不平衡引起的振动对飞轮壳的破坏影响较大。

4. 换传动轴后各工况下的飞轮壳应变比原传动轴的应变都有不同程度的降低,原地后桥支撑振动的zui大应变降低1.5倍左右,道路振动的zui大应变降低1.7倍左右。

5. 飞轮壳动态应变的频谱分析表明,动态应变的峰值频率一般出现在5-60HZ范围内,100Hz以上的振动对飞轮壳应变的影响不大。


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