[发明专利]一种轿车车轮自由模态测试方法

说明书

本发明提供了一种轿车车轮自由模态测试方法，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。本发明有益效果：准确的测量车轮自由状态下的模态频率以及模态振型，还可以减少在测试过程中不确定因素，规范化模态测试以及分析流程，节约试验成本，缩短产品开发周期。

技术领域

本发明属于汽车车轮动态性能测试技术领域，尤其是涉及一种轿车车轮自由模态测试方法。

背景技术

汽车行驶过程中驾乘人员会受到各个方向的激振力的作用，从而直接影响汽车的乘坐舒适性。一般轿车车轮由轮圈，轮辐和轮心组成，其中车轮轮心通过螺栓与轮轴固定连接，而在车轮的轮圈与轮胎进行装配,三者之间可以是铸造为一整体,也可以单独加工然后进行组装。轿车车轮在使用过程中，主要通过路面传递给轮胎，然后形成作用在车轮轮圈的载荷，以及通过副车架和车辆悬架传递给车轮，并构成作用在车轮轮心位置的载荷。同时由于车辆轻量化的要求，簧下质量有减轻的趋势，使得车轮质量越来越小。

而随着车轮各个位置结构的优化，车轮更容易出现共振。车轮共振模态不仅关系到整车平顺性，而且直接关系到车轮可靠性寿命，为此研究车轮自由模态受到越来越多主机厂以及车轮零部件厂商的关注。但是在车轮自由模态分析上，很多工程师还停留在通过有限元仿真层面，而通过台架试验方法研究较少。其中有限元计算方法首先需要建立模态分析有限元模型，利用此方法可以对车轮的模态频率以及振型进行初步估计，但是由于理论有限元模型与实际车轮结构，性能分布等存在一定差异，使得真实车轮模态与理论仿真存在一定差异，为此一般应用于车轮设计初期。另外一种方法是台架试验的方法，这种方法可以更为准确的预测车轮的真实模态振型。但是并没有公开的标准可供参考，使得整个测试流程会由于不同测试流程而导致显著差异。并且在模态测试时一般需要首先利用有限元模型预测车轮的节点以及振型分布，这样才能合理的设计测量参考点以及激励点的位置，但是一般台架试验时车轮有限元模型很难获取。

并且当前在车轮模态台架试验方法方面并没有公开的行业或国家标准，使得车轮不同测试方法得到测试结果可能存在差异，从而无法进行不同产品之间的直接模态对比以及车轮模态对汽车其它零部件产品的影响评估。为此，对车轮自由模态试验进行研究，建立一套完善的车轮自由模态测试流程，为此车轮产品设计优化奠定基础。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种轿车车轮自由模态测试方法，以解决上述问题的不足之处。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种轿车车轮自由模态测试方法，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。

进一步的，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。

进一步的，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。