高精度平板式制动检验台测试系统的研究与开发

发布时间：2017-09-28 00:15

  本文关键词：高精度平板式制动检验台测试系统的研究与开发

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【摘要】：汽车的制动性能是汽车安全性能中的一个重要指标,直接关系到行车安全。随着我国高速公路的发展和道路质量的提高,行车速度不断加快,人们对汽车制动性能的要求也不断提高。目前机动车检测机构多采用反力式滚筒制动检验台和平板式制动检验台进行汽车制动性能的检测。车辆智能化检测与诊断方向课题组近3年已为检测机构安装调试完成20余套不同厂家的平板式制动检验台,目前均在检车应用之中。上述设备课题组在安装、调试和检车实践过程中,发现平板式制动检验台存在结构方面、制动力获取方式和车轮制动力等效传递等方面的一些不足;另外较为明显的是吉林省计量科学研究院在检定时发现以下问题:对平板式制动检验台在空载和负载两种情况下,对制动力传感器力值进行检定时,发现当施加垂直载荷时制动力示值与不施加垂直载荷时制动力示值有比较大的差异,即分别在空载、施加0.5t载荷及施加1.0t载荷时,各个测量点使用标准测力仪测得的制动力数据不尽相同。由此可见载荷对该平板式制动检验台测试结果影响较为突出。此外,据检测机构员工反映,平板式制动检验台的检测数值重复性不好,造成平板式制动检验台使用率不高。针对上述问题,本文从现有平板式制动检验台的自身结构的参数入手,结合测试原理研究分析其计量原理和计量性能,并分析了动静载荷对结构参数和测量系统的影响程度。以探寻平板式制动检验台测试误差形成的主因。为改进平板式制动检验台设计,实现减小测试误差,提高测试精度和计量性能奠定基础。为此本文主要进行如下方面的研究:1.首先对现有平板式制动检验台的结构和工作原理进行了分析,通过建立汽车在平板式制动检验台上的力学模型,确定影响车辆制动性能检测结果的参数;然后重点对现有平板式制动检验台自身结构进行力学分析,结合测试承载动静载荷范围,分析平板式制动检验台结构产生测试误差的因素;结合测试原理研究分析其计量原理和计量性能,寻找制动力传递过程和获取方式中,致使车轮制动力变化的因素;重点分析了测力传感器“推”、“拉”受力方式影响、导向限位机构影响、制动传感器与制动台板板面的高度差影响、轴重传感器与制动传感器的高度差影响,阐述影响因素形成的原因。为提出更加合理的设计方案,主观减小测试误差、提高测试精度奠定理论基础。2.在对现有平板台测试误差形成原因分析的基础上,结合测试原理确定了需要主观改进的重点机械结构和制动力等效获取方式。进而确定了平板式制动检验台机械系统的总体方案,利用Catia软件对平板式制动检验台的机械结构和标定装置进行具体设计。机械结构设计包括整体框架设计、制动台板设计、轴重传感器连接机构设计、制动传感器连接机构设计、导向限位机构设计等,并对机械系统中用到的测力传感器进行了选型。标定装置主要是制动标定装置和轴重标定装置。为确认机械结构刚强度是否符合实际工程需要,借助于有限元分析理论,利用Hypermesh和ANSYS软件对机械系统中的关键结构进行分析和处理,根据最大实际载荷对其进行了刚强度校核,由结构的变形及应力分布云图可知,机械结构刚度是符合设计要求;对于标定装置也进行了同样的分析,从而为结构优化设计以及静力学分析提供了依据。3.对计算机测试系统进行设计,主要包括硬件系统设计与软件系统设计。硬件部分主要包括信号调理模块、数据采集卡、光电开关的选型以及信号的抗干扰设计等。软件部分用Lab VIEW软件对测试系统进行了简单的设计,主要针对汽车制动性能测试的各个测试项目进行了测试软件的设计,包括用户登录系统、制动性能测试软件的设计以及测试系统流程图的绘制。
【关键词】：高精度 平板式制动检验台 误差分析 结构设计 测试系统
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467.52
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-15
• 1.1 本文研究意义与目的11-12
• 1.2 汽车制动性能检测方法比较分析12-13
• 1.3 台式制动性能检测技术国内外研究现状13-14
• 1.4 本文的研究内容14-15
• 第2章 平板式制动检验台制动测试理论分析15-31
• 2.1 平板式制动检验台概述15-17
• 2.1.1 平板式制动检验台的结构15-17
• 2.1.2 平板式制动检验台的工作原理17
• 2.2 汽车在平板式制动检验台上的力学模型与分析17-21
• 2.2.1 力学模型的建立17-20
• 2.2.2 模型的求解20-21
• 2.3 影响平板式制动检验台测试结果的误差分析21-29
• 2.3.1 制动传感器受力方式影响22-25
• 2.3.2 导向限位机构影响25-26
• 2.3.3 制动力传感器位置的影响26-27
• 2.3.4 轴重传感器连接方式及位置影响27-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第3章 平板式制动检验台机械系统的研究31-57
• 3.1 平板式制动检验台机械系统总体方案概述31-32
• 3.2 平板式制动检验台机械系统结构的研究32-38
• 3.2.1 支撑框架32-33
• 3.2.2 制动台板33-34
• 3.2.3 轴重传感器连接机构34-35
• 3.2.4 制动传感器连接机构35-37
• 3.2.5 导向限位机构37-38
• 3.3 传感器的选用38-42
• 3.3.1 轴重测力传感器的选型39-40
• 3.3.2 制动拉力传感器的选型40-42
• 3.4 平板式制动检验台标定装置的研究42-45
• 3.4.1 传感器标定的意义42
• 3.4.2 制动力标定装置42-43
• 3.4.3 轴（轮）重标定装置43-45
• 3.5 机械结构及标定装置的有限元仿真分析45-55
• 3.5.1 有限元法的基本概念45-46
• 3.5.2 有限元分析软件的选择46-48
• 3.5.3 承重机构的刚强度分析48-50
• 3.5.4 制动标定装置的刚强度分析50-51
• 3.5.5 轴重标定装置的刚强度分析51-55
• 3.6 本章小结55-57
• 第4章 计算机测试系统软硬件设计57-67
• 4.1 硬件系统设计57-62
• 4.1.1 硬件部分组成57-58
• 4.1.2 信号调理模块的选择58-59
• 4.1.3 信号采集中I/O卡的选择59
• 4.1.4 信号采集中A/D卡的选择59-61
• 4.1.5 光电开关的选取61
• 4.1.6 信号的抗干扰设计61-62
• 4.2 软件系统设计62-66
• 4.2.1 软件总体设计62
• 4.2.2 用户录入系统62-64
• 4.2.3 功能测试部分64-66
• 4.3 本章小结66-67
• 第5章 全文总结67-69
• 5.1 论文工作总结67-68
• 5.2 论文的不足与展望68-69
• 参考文献69-71
• 附录71-73
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果73-74
• 致谢74

【参考文献】

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本文编号：932719