Aufzeichnung der Radkräfte bei Betriebsfestigkeitsversuchen auf der Prüfstrecke, der Straße und im Gelände
Kurz zusammengefasst
Ein Messrad nimmt den Platz des Radzentrums ein, zwischen einem fahrzeugspezifischen Radnabenadapter und einem Felgenadapter, und zeichnet die drei Kräfte und drei Momente am Rad sowie die X- und Z-Beschleunigungen, die Radgeschwindigkeit und den Radwinkel auf. Dasselbe Messrad wird auf dem Prüfgelände, auf öffentlichen Straßen, im Gelände und auf dem Prüfstand gefahren. Drei dokumentierte Versuche zeigen, was aufgezeichnet wird: ein Schlagloch, das ein SUV mit 40 km/h durchfährt, die Betriebsfestigkeitsversuche eines elektrischen SUV und die Kampagne eines studentischen Geländefahrzeugs mit einem LW9.5.
- 40 km/h
- Geschwindigkeit des SUV beim Schlaglochversuch (25 mph)
- < 0,5 s
- Dauer des gesamten Schlaglochereignisses
- 6,7 kN
- Radialkraft vor dem Schlagloch, knapp unter 1 500 lb
Kraftfluss
Die Last, die die Straße in das Fahrzeug einleitet, kommt an den Rädern an. Der Aufnehmer sitzt im Radzentrum, sodass jede Kraft und jedes Moment zwischen Reifen und Radnabe durch seine Vierarm-Dehnungsmessstreifen-Brücken läuft. Jede Komponente wird als unabhängiges Signal ausgegeben. Das CT2- oder CT3-Interface nutzt den Radwinkel, um die sechs Komponenten auf die Fahrzeugachsen zu transformieren, und korrigiert das Übersprechen in Echtzeit.
Prüfstände bieten reproduzierbare Bedingungen. Öffentliche Straßen werden ebenfalls genutzt, da sie die Lasten der realen Umgebung liefern. Die Ereignisse, die für die Betriebsfestigkeit zählen, sind kurz: Der Schlag gegen ein Schlagloch ist in weniger als einer halben Sekunde vorbei.
Instrumentierung
| Kraftaufnehmer | Baureihe LW, sechs Kraftkomponenten, Vierarm-Dehnungsmessstreifen-Brücken (DMS), wetterfest und temperaturkompensiert |
|---|---|
| Kapazität, radial | 15,5 kN (LW-MC-3.5K, Motorräder) bis 700 kN (LW700) · 35,6 kN am LW9.5 für Quads und kleine Fahrzeuge · 50 kN am LW12.8-50 für Pkw und SUV |
| Ebenfalls gemessen | X- und Z-Beschleunigung · Raddrehzahl und Radwinkel, 0,17° mit dem Schleifring |
| Montage | zwischen einem Radnaben- und einem Felgenadapter, die für das Fahrzeug gefertigt sind, unter Beibehaltung des Originalversatzes |
| Signalübertragung | Schleifring mit seinem mitrotierenden Messverstärker oder Telemetrie |
| Interface-Box | CT2 oder CT3 · analoge Ausgänge, CAN und Ethernet |
| Betriebstemperatur | −40 bis 125 °C |
Vorgehen
- 01
Aufnehmer auswählen
Auf der Spitzenlast senkrecht der schwersten Achse, mit Reserve, nicht auf dem statischen Eckgewicht. Der LW9.5 ist das Modell für Quads und kleine Fahrzeuge, der LW12.8-50 für Pkw und SUV.
Messräder der Baureihe LW - 02
Adapter fertigen lassen
Senden Sie die Radzeichnung, das Lochbild, die Mittelbohrung und den Versatz. Michigan Scientific konstruiert und fertigt die Naben- und Felgenadapter, die den Aufnehmer mit dem Fahrzeug verbinden.
Konstruktion der Felgen- und Nabenadapter - 03
Montieren, halten, auf null setzen
Bolzen Sie die Einheit anstelle des Rades auf die Radnabe, halten Sie die Statorstange des Schleifrings senkrecht, führen Sie die Shunt-Kalibrierung durch und setzen Sie dann auf der Hebebühne auf null, während jedes Rad zwei Umdrehungen macht.
- 04
Versuch durchführen
Die üblichen Hindernisse, Prüfgelände oder Straßen. Kräfte, Momente, Beschleunigungen, Raddrehzahl und Radwinkel werden gemeinsam aufgezeichnet, sodass jeder Spitzenwert dem Ereignis zugeordnet werden kann, das ihn verursacht hat.
- 05
Oder den Satz mieten
Für eine einzelne Kampagne kann ein Satz Messräder gemietet werden, vor dem Versand kalibriert.
Miete
Schlagloch bei 40 km/h
In diesem Versuch trifft das vordere rechte Rad eines SUV auf einer öffentlichen Straße bei 40 km/h (25 mph) ein Schlagloch. Zu Beginn liegt die Radialkraft knapp unter 6,7 kN (1 500 lb), der vom Rad getragenen Last. Die Vertikalkraft sinkt, wenn das Rad in das Loch einfährt und frei fällt. Wenn das Rad den Grund berührt, kehrt die Kraft ungefähr zu ihrem Ausgangswert zurück.
Der größte Spitzenwert tritt beim Ausfahren auf, wenn das Rad auf die gegenüberliegende Kante des Schlaglochs trifft. Die Kraft schwingt anschließend, während die Federung reagiert, und settles sich wieder auf die statische Last ein. Das gesamte Ereignis dauert weniger als 0,5 s.
Zwei Versuchskampagnen
Bollinger Motors verwendete Michigan Scientific Messräder und Instrumentierung für die Betriebsfestigkeitsprüfung des B1, eines vollständig elektrischen SUV. Die Versuche setzen das Fahrzeug extremen Bedingungen aus, um die Grenzen der Konstruktion zu finden, und die aufgezeichneten Lasten fließen in die Konstruktionsänderungen ein.
Das Team Michigan Tech Blizzard Baja baut einsitzige Geländefahrzeuge für Studentenwettbewerbe und erprobt sie bei Frosttemperaturen, im Schnee und auf Eis. Das Team schickte die Abmessungen seiner Radnaben und Felgen ein und erhielt kundenspezifische Adapter für ein LW9.5. Die Studenten fuhren über die Hindernisse, auf denen sie üblicherweise ihre Versuche durchführen, und zeichneten gleichzeitig acht Kanäle auf. Die Kraft- und Momentendaten dienen dazu, überdimensionierte Teile zu erleichtern und an der Effizienz des Antriebsstrangs, der Kupplungsabstimmung, der Radaufstandsgeometrie und der Getriebekonfiguration zu arbeiten.
Ergebnis
Die sechs Lastkomponenten an jedem Rad während des realen Ereignisses, mit den Beschleunigungen, der Raddrehzahl und dem Radwinkel. Die Aufzeichnung dient dazu, die Lebensdauer der Teile abzuschätzen und die Konstruktion zu ändern.
Häufige Fragen
Was zeichnet ein Messrad bei einem Betriebsfestigkeitsversuch auf?
Drei Kräfte und drei Momente im Radmittelpunkt, mit Beschleunigung in X und Z, Raddrehzahl und Radwinkel, alles gleichzeitig aufgezeichnet, während das Fahrzeug gefahren wird.
Was geschieht mit der Radlast, wenn ein Auto in ein Schlagloch fährt?
Die Vertikalkraft fällt ab, wenn das Rad in das Loch einfährt, und der größte Spitzenwert tritt auf, wenn das Rad auf die gegenüberliegende Kante trifft. Bei einem SUV mit 40 km/h (25 mph) dauerte das gesamte Ereignis weniger als 0,5 s.
Kann ein Messrad an einem ATV oder einem kleinen Geländefahrzeug montiert werden?
Ja. Das LW9.5, 35,6 kN radial, ist das Modell für ATVs und kleine Fahrzeuge. Michigan Scientific fertigt die Adapter aus den Abmessungen der Radnabe und der Felge.
Können Messräder für eine einzige Versuchskampagne gemietet werden?
Ja. Ein Satz kann für eine einzige Kampagne gemietet werden, vor dem Versand kalibriert, mit einer Fernschulung.
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