混凝土搅拌车副车架的应力测试装置及方法

摘要

本发明涉及一种混凝土搅拌车副车架的应力测试装置及方法，装置为在副车架上贴至少3片应变片或应变花，如果贴的为应变花则应变花呈两两45度排列布置；温度补偿片上也贴上应变片或应变花，且副车架上的应变片或应变花与贴有应变片或应变花的温度补偿片通过接线端子按照共用补偿的半桥单活动臂线路连接；无线应变节点仪与应变片或应变花相连接，无线网关和计算机连接，测试的数据通过无线应变节点仪接收，然后通过无线网关接收并传输到计算机中。本发明完全在实际工况下对副车架的应力进行测试，并对测试结果进行分析，找到容易产生应力集中的点，对于副车架结构的改进及加强提供建议。本试验测试的方法也可同样可以为其他工程机械应力测试提供参考意见。

权利要求

1.混凝土搅拌车副车架的应力测试方法，其特征在于按以下步骤进行：（1）、在副车架上选取若干个测试点，做好标记，然后将这些点表面打磨光滑，打磨之后用丙酮擦拭多次，直到表面清洁光滑为止；

（2）、选取温度补偿片：选取与副车架材质一致的温度补偿片；同样对温度补偿片进行打磨光滑，并且用丙酮擦拭干净，表面清洁无污染；

（3）、粘贴应变片或应变花：用502胶水把工作的应变片或应变花粘在测试点上，把补偿的应变片或应变花贴在温度补偿片上，粘贴完毕后，把所有的应变片都涂上防护胶以防应变片失效；工作的应变片和补偿的应变片的连接方式按照共用补偿的半桥单活动臂线路连接；

（4）、数据采集：把无线应变节点仪与之前连接好的工作应变片或应变花相连，把无线网关接在计算机上用来接收来自无线应变节点仪采集的数据，数据采集分为三个阶段：空车时、从搅拌站往罐体内部泄料时、拉料在路面上行驶时；

（5）、结果分析：利用材料力学中提到的公式计算，对于未知主应力、主应变方向的计算公式为：

分别为由应变片或应变花测得的三个方向上的微应变，无单位；

为弹性模量，取值 ；

为试样的泊松比，取值0.3；

为主应力 ，单位为Mpa；

为主应变，无单位；

由上式，计算出应力比较大的位置。

说明书

混凝土搅拌车副车架的应力测试装置及方法

技术领域

[0001] 本发明属于混凝土搅拌车领域，具体涉及一种混凝土搅拌车副车架的应力测试装置及方法。

背景技术

[0002] 混凝土搅拌车是一种比较常见的工程车辆，由于其施工的特殊性，它的行驶路况通常是比较恶劣的。车辆在行驶过程中副车架承受着来自混凝土、搅拌筒、减速机等载荷以及来自各种不平路面的冲击载荷，因此副车架所承受的交变应力很大。目前搅拌车的副车架大多采用传统的横梁+纵梁的形式，和搅拌筒的前后支座采用焊接的形式。从实践中看来，由于这种副车架从原材料的加工，直到组对焊接完毕，材料或者结构件中的缺陷是不可避免的，例如材料的冶金夹杂，焊接缺陷，以及副车架的结构布置不太合理等等。所以这种副车架承受冲击和交变载荷的能力比较差，很容易在某些部位产生应力集中导致焊缝裂纹，最终导致和大梁焊接的部位疲劳断裂。因此在设计副车架之前必须要对其整体的应力分布状况进行分析。现有的分析方法往往是根据经验估算，或者使用计算机软件分析，这些方法只能在静态下估算其应力分布状况，而对于动态的应力分布计算却是不准确的。

发明内容

[0003] 本发明的目的所要解决的技术问题针对现有搅拌车副车架的应力计算与测试方法的不足，提供一种步骤简单，易操作，结果准确的混凝土搅拌车副车架的应力测试装置及方法，从测试结果中分析出应力比较集中的点或面，从而为副车架的结构设计提供合理化建议。

[0004] 本发明的技术方案为：

[0005] 混凝土搅拌车副车架的应力测试装置，包括应变片或应变花、温度补偿片、接线端子、无线应变节点仪、无线网关、计算机，其特征在于：在副车架上贴至少3片应变片或应变花，如果贴的为应变花则应变花呈两两45度排列布置；温度补偿片上也贴上应变片或应变花，且副车架上的应变片或应变花与贴有应变片或应变花的温度补偿片通过接线端子按照共用补偿的半桥单活动臂线路连接；无线应变节点仪与应变片或应变花相连接，无线网关和计算机连接，测试的数据通过无线应变节点仪接收，然后通过无线网关接收并传输到计算机中。

[0006] 所述的温度补偿片的材质和副车架材质一致。

[0007] 混凝土搅拌车副车架的应力测试方法，其特征在于按以下步骤进行：

[0008] (1)、在副车架上选取若干个测试点，做好标记，然后将这些点表面打磨光滑，打磨之后用丙酮擦拭多次，直到表面清洁光滑为止；

[0009] (2)、选取温度补偿片：为防止因现场环境温度的改变而给测试结果带来误差，需要用到温度补偿片，选取与副车架材质一致的温度补偿片；同样对温度补偿片进行打磨光滑，并且用丙酮擦拭干净，表面清洁无污染；

[0010] (3)、粘贴应变片或应变花：用502胶水把工作的应变片或应变花粘在测试点上，把补偿的应变片或应变花贴在温度补偿片上，粘贴完毕后，应该把所有的应变片都涂上防护胶以防应变片失效；工作的应变片和补偿的应变片的连接方式按照共用补偿的半桥单活动臂线路连接，其原理图如图1所示；线路接好后，要用万用表测试中间是否有短路情况，如有，需重连接；

[0011] (4)、数据采集：把无线应变节点仪与之前连接好的工作应变片或应变花相连，把无线网关接在计算机上用来接收来自无线应变节点仪采集的数据，数据采集分为三个阶段：空车时、从搅拌站往罐体内部泄料时、拉料在路面上行驶时；

[0012] (5)、结果分析：利用材料力学中提到的公式计算，对于未知主应力、主应变方向的计算公式为：

[0013]

[0014]

[0015] ε1，ε2，ε3分别为由应变片或应变花测得的三个方向上的微应变，无单位；11

[0016] E为弹性模量，取值2.0×10 ；

[0017] γ为试样的泊松比，取值0.3；

[0018] 为主应力，单位为Mpa；

[0019] 为主应变，无单位；

[0020] 由上式，计算出应力比较大的位置，并分析出原因，为设计改进提出建议。注：在选择车辆行驶路线时，尽量选择路况比较差的道路，这样才能得出比较符合实际的结果。

[0021] 本发明完全是在实际工况下对副车架的应力进行测试，并对测试结果进行分析，找到容易产生应力集中的点，对于副车架结构的改进及加强提供建议。本试验测试的方法也同样可以为其他工程机械产品应力测试提供参考意见。

附图说明

[0022] 图1为本发明应变片或应变花的线路连接示意图。

[0023] 图2为空载行驶时副车架某点的应力变化图。

[0024] 图3为从搅拌站泄料到罐体时，副车架某测点的应力变化图。

[0025] 图4为车辆满载混凝土行驶时副车架某测点的应力变化图。

具体实施方式

[0026] 下面将结合附图对本发明作进一步的描述。

[0027] 本发明的混凝土搅拌车副车架的应力测试装置，包括应变片或应变花、温度补偿片、接线端子、无线应变节点仪、无线网关、计算机，在副车架上贴至少3片应变片或应变花，如果贴的为应变花则应变花呈两两45度排列布置；温度补偿片上也贴上应变片或应变花，且副车架上的应变片或应变花与贴有应变片或应变花的温度补偿片通过接线端子按照共用补偿的半桥单活动臂线路连接；无线应变节点仪与应变片或应变花相连接，无线网关和计算机连接，测试的数据通过无线应变节点仪接收，然后通过无线网关接收并传输到计算机中。所述的温度补偿片的材质和副车架材质一致。

[0028] 混凝土搅拌车副车架的应力测试方法，按以下步骤进行：

[0029] (1)、在副车架上选取若干个测试点，做好标记，然后将这些点表面打磨，打磨之后用丙酮擦拭多次，直到表面清洁光滑为止；

[0030] (2)、选取温度补偿片：为防止因现场环境温度的改变而给测试结果带来误差，需要用到温度补偿片，选取与副车架材质一致的温度补偿片；同样对温度补偿片打磨光滑，并且用丙酮擦拭干净，表面清洁无污染；

[0031] (3)、粘贴应变片或应变花：用502胶水把工作的应变片或应变花粘在测试点上，把补偿的应变片或应变花贴在温度补偿片上，粘贴完毕后，应该把所有的应变片都涂上防护胶以防应变片失效；工作的应变片和补偿的应变片的连接方式按照共用补偿的半桥单活动臂线路连接，其原理图如图1所示；线路接好后，需要用万用表测试中间是否有短路情况，如有，需重新连接；

[0032] (4)、数据采集：把无线应变节点仪与之前连接好的工作应变片或应变花相连，把无线网关接在计算机上用来接收来自无线应变节点仪采集的数据，数据采集分为三个阶段：空车时、从搅拌站往罐体内部泄料时、拉料在路面上行驶时，如图2、图3、图4所示；

[0033] (5)、结果分析：利用材料力学中提到的公式计算，对于未知主应力、应变方向的计算公式为：

[0034]

[0035]

[0036] ε1，ε2，ε3分别为由应变片或应变花测得的三个方向上的微应变，无单位；11

[0037] E为弹性模量，取值2.0×10 ；

[0038] γ为试样的泊松比，取值0.3；

[0039] 为主应力，单位为Mpa；

[0040] 为主应变，无单位；

[0041] 由上式，计算出应力比较大的位置，并分析出原因，为设计改进提出建议。注：在选择车辆行驶路线时，尽量选择路况比较差的道路，这样才能得出比较符合实际的结果。