[发明专利]一种轿车车轮自由模态测试方法

权利要求书

1.一种轿车车轮自由模态测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.对车轮结构进行模型简化；

B.确定车轮模态测量时参考点的位置；

C.在参考点处布置加速度传感器；

D.确定车轮模态测量试验时的激励点；

E.搭建测试台架和车轮模态测试系统；

F.通过力锤法进行车轮模态测试；

G.车轮模态频率和模态振型仿真模拟；

H.车轮模态频率和模态振型确认；

所述步骤A中车轮模型简化结构为：包括轮圈、轮心，所述轮圈一侧内部和轮心之间通过多个均匀分布的轮辐连接，且所述轮圈为环形对称结构；

所述步骤B中车轮模态测量中参考点位于轮心处、轮圈外侧靠近轮辐的一端、轮圈外侧中间和轮圈外侧远离轮辐的一端，采用柱坐标定义参考点的位置，所述柱坐标的X轴沿切向方向，Z轴沿径向方向，Y轴沿轴向方向；

所述步骤C中布置加速度传感器的位置关系如下：

沿轮心周向均匀设置多个轮心加速度传感器；

在轮圈外侧临近轮辐的一端周向均匀设有多个第一轮圈加速度传感器；

在轮圈外侧中间位置周向均匀设有多个第二轮圈加速度传感器；

在轮圈外侧远离轮辐的一端周向均匀设有多个第三轮圈加速度传感器，

所述轮心加速度传感器、第一轮圈加速度传感器、第二轮圈加速度传感器、第三轮圈加速度传感器在测量前同时布置并进行测量或者分步布置并进行分步测量；

所述轮圈外侧的第一轮圈加速度传感器、第二轮圈加速度传感器、第三轮圈加速度传感器均在对应每个轮辐处和每两个相邻轮辐之间处分布；

所述步骤D中确定激励点位置的过程为：根据加速度传感器布置特点，在加速度传感器的x、y、z方向进行激励，根据车轮结构，在车轮上分别定义激励点a、b、c，激励点a为圆周切向方向的激励点，在激励点a处的车轮上粘贴一个质量块，激励点a垂直于质量块侧向方向加载，给车轮施加切向方向的加载力，激励点b为圆周径向方向的激励，激励点c为轴向方向的激励点；

所述步骤E中搭建测试台架的过程为：利用桁架搭建立方体结构的测试台架，通过软绳托起车轮并连接在测试台架上；

所述车轮模态测试系统包括加速度传感器、力锤、数据采集器、设置电脑，所述加速度传感器和力锤连接在数据采集器上，所述设置电脑也连接在数据采集器上。

2.根据权利要求1所述的一种轿车车轮自由模态测试方法，其特征在于，所述步骤F中车轮模态测试流程包括以下步骤：

F1.在车轮模态测试准备阶段，根据参考点位置和粘贴的加速度传感器方向建立模态测试几何模型；

F2.设置模态测试过程中的具体参数；

F3.选择测试的参考点和激励点，并在选择的激励点处进行锤击测试，测试结束后判断测试流程是否合理，如果所测试的传递函数在共振峰值处能量相对其他位置能量大100倍以上，同时相关函数在共振频率处为0，在其他位置处为1，则更换下一激励点进行测试,否则检测试验过程，调整采集参数设置，直至达到上述要求；

F4.不断更新激励 点和参考点，重复步骤F3，最后获得所有点位置的传递函数矩阵。

3.根据权利要求1所述的一种轿车车轮自由模态测试方法，其特征在于，所述步骤G车轮模态频率和模态振型仿真模拟的过程为：所述轮心、轮辐与轮圈连接形成轮心和轮辐的边界约束，通过约束有限元模型中轮辐与轮圈连接处的自由度对应获得轮辐轮心第一阶模态振型和第二阶模态振型；根据车轮尺寸，建立车轮简化的有限元模型；利用车轮简化的有限元模型获得车轮第一阶模态振型、第二阶模态振型和第三阶模态振型。

4.根据权利要求1所述的一种轿车车轮自由模态测试方法，其特征在于：所述步骤H中通过步骤G分析获得的车轮仿真模态振型，对车轮试验模态参数进行识别和确认。