用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置，其包括力?熱敏感壓力板、熱圖像傳感器、徑向力加載組件、切向力加載組件、側(cè)向力加載組件、縱向?qū)к壖皞?cè)向?qū)к?；熱圖像傳感器設(shè)置在力?熱敏感壓力板的上表面；一測試輪胎設(shè)置在熱圖像傳感器上，且測試輪胎的軸向平行于力?熱敏感壓力板的上表面；徑向力加載組件與測試輪胎相連接以提供一徑向加載力；切向力加載組件與力?熱敏感壓力板的沿測試輪胎縱向運(yùn)動方向的一側(cè)相連接以提供一縱向加載力；側(cè)向力加載組件與力?熱敏感壓力板的沿測試輪胎側(cè)向運(yùn)動方向的一側(cè)相連接以提供一側(cè)向加載力；力?熱敏感壓力板可移動地固定在縱向?qū)к壣希v向?qū)к壙梢苿拥毓潭ㄔ趥?cè)向?qū)к壣稀?br>【專利說明】
用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種應(yīng)力測試的加載裝置，具體涉及一種用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前現(xiàn)有的輪胎道路接觸面應(yīng)力測試的加載裝置大多是單一方向力的加載，例如垂直于路面的單向應(yīng)力加載。然而，汽車行駛時路面與輪胎接觸面的三軸應(yīng)力是同時產(chǎn)生的，并且汽車行駛時輪胎對路面的三個方向的作用力是動態(tài)變化的。為了研究輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力的實際分布情況，就必須要考慮三個軸向力的動態(tài)加載。
[0003]然而，現(xiàn)有的輪胎道路接觸面應(yīng)力測試加載裝置無法滿足對輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試，因此需要研究出一種能夠?qū)y試輪胎進(jìn)行三個軸向力進(jìn)行動態(tài)加載的裝置。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，有必要提供一種能夠?qū)y試輪胎進(jìn)行三個軸向力進(jìn)行動態(tài)加載的用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置。
[0005]—種用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置，其特征在于，其包括一力-熱敏感壓力板、一熱圖像傳感器、一徑向力加載組件、一切向力加載組件、一側(cè)向力加載組件、一縱向?qū)к壖耙粋?cè)向?qū)к?所述熱圖像傳感器設(shè)置在所述力-熱敏感壓力板的上表面;一測試輪胎設(shè)置在所述熱圖像傳感器上，且該測試輪胎的軸向平行于所述力-熱敏感壓力板的上表面;所述徑向力加載組件與所述測試輪胎相連接以提供一徑向加載力;所述切向力加載組件與所述力-熱敏感壓力板的沿測試輪胎縱向運(yùn)動方向的一側(cè)相連接以提供一縱向加載力;所述側(cè)向力加載組件與所述力-熱敏感壓力板的沿測試輪胎側(cè)向運(yùn)動方向的一側(cè)相連接以提供一側(cè)向加載力;所述力-熱敏感壓力板可移動的固定在所述縱向?qū)к壣希隹v向?qū)к壙梢苿拥墓潭ㄔ谒鰝?cè)向?qū)к壣稀?br>[0006]本實用新型所述用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置，其通過在測試輪胎的三個軸向上分別設(shè)置徑向力加載組件、切向力加載組件、側(cè)向力加載組件，根據(jù)這三組組件對測試輪胎進(jìn)行三個軸向的力的加載，從而實現(xiàn)輪胎對路面三軸力的測試實驗，能夠真實的模擬輪胎對地面的三軸加載力。
【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型提供的用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0008]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清晰，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0009]如圖1所示，本實用新型提供一種用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置，其用于測試輪胎對路面的三個軸向力的模擬加載。所述用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置包括一力-熱敏感壓力板10、一熱圖像傳感器11、一徑向力加載組件、一切向力加載組件、一側(cè)向力加載組件、一縱向?qū)к?2及一側(cè)向?qū)к?2。
[0010]所述力-熱敏感壓力板10呈平板狀，其包括一上表面、一下表面、兩切向側(cè)面及兩側(cè)向側(cè)面;所述上表面與所述下表面相平行，所述切向側(cè)面與所述側(cè)向側(cè)面垂直連接在所述上表面和所述下表面之間，且所述切向側(cè)面垂直于所述側(cè)向側(cè)面。
[0011]所述熱圖像傳感器11設(shè)置在所述力-熱敏感壓力板10的上表面，所述測試輪胎設(shè)置在所述熱圖像傳感器11上，且該測試輪胎的軸向平行于所述力-熱敏感壓力板10的上表面。所述熱圖像傳感器11通過力熱傳感原理采集到力-熱敏感壓力板20上的三軸應(yīng)力分布。
[0012]所述徑向力加載組件與所述測試輪胎相連接以提供一徑向加載力。具體的，所述徑向力加載組件包括一施力架22、一液壓缸23、一油路24、一油栗26、一油箱25、一過濾器28、一電液伺服閥27、一伺服放大器50及一指令輸入模塊51。
[0013]所述施力架22下端兩側(cè)剛性固定在測試輪胎的中心軸上，上端固定連接液壓缸23的活塞桿231;所述液壓缸23的有桿腔和無桿腔與所述油箱25連通，所述油栗26與所述油箱25相連通以將油箱25中的液壓油抽送至液壓缸23中。所述過濾器28設(shè)置在所述油栗26與所述油箱25之間。所述電液伺服閥27連接在所述液壓缸23與所述油栗26和所述油箱25之間；所述伺服放大器50的輸出端與所述電液伺服閥27相連接，其輸入端與所述指令輸入模塊51相連接。所述液壓缸23與所述油箱25之間通過所述油路24相連接，所述油路24包括第一油路241和第二油路242，所述第一油路241經(jīng)過所述電液伺服閥27與所述油栗26相連通，所述第二油路242經(jīng)過所述電液伺服閥27與所述油箱25相連通，所述電液伺服閥27用于改變第一油路241和第二油路242的流通方向。
[0014]當(dāng)所述電液伺服閥27位于左邊工位時，所述第一油路241與油箱25的輸出口連通，所述第二油路242與油箱25的輸入口連通，油箱25中的液壓油經(jīng)第一油路241抽送至有桿腔，液壓缸23的活塞在液壓油的推送下向上運(yùn)動，從而帶動施力架22向上運(yùn)動，減小對測試輪胎的徑向壓力。
[0015]當(dāng)所述電液伺服閥位于右邊工位時，所述第二油路242與油箱25的輸出口連通，所述第一油路241與油箱25的輸入口連通，油箱25中的液壓油經(jīng)第二油路242抽送至無桿腔，液壓缸23的活塞在液壓油的推送下向下運(yùn)動，從而帶動施力架22向下運(yùn)動，增大對測試輪胎的徑向加載壓力。
[0016]所述切向力加載組件與所述力-熱敏感壓力板1的沿測試輪胎縱向運(yùn)動方向的一側(cè)相連接以提供一縱向加載力。所述切向力加載組件包括一第一支座33、一第一側(cè)向螺桿34、一第一球形鉸鏈36及一第一緩沖彈簧35;所述第一支座33上沿測試輪胎縱向運(yùn)動方向開設(shè)有一第一側(cè)向內(nèi)螺紋通孔;所述第一側(cè)向螺桿34固定在所述第一側(cè)向內(nèi)螺紋通孔中；所述第一球形鉸鏈36設(shè)置在所述第一側(cè)向螺桿34與所述第一緩沖彈簧35之間。所述第一緩沖彈簧35的另一端與所述力-熱敏感壓力板10的其中一切向側(cè)面相連接。
[0017]通過對第一側(cè)向螺桿34的驅(qū)動端施加一個轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動第一側(cè)向螺桿34轉(zhuǎn)動，從而推動第一側(cè)向螺桿34的推進(jìn)端朝向所述力-熱敏感壓力板10的方向運(yùn)動，所述第一側(cè)向螺桿34產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩與向左的水平力作用到第一球形鉸鏈36上，通過第一球形鉸鏈36對旋轉(zhuǎn)自由度的限制，僅將水平向左的力傳遞到第一緩沖彈簧35上，所述第一緩沖彈簧35將作用到力-熱敏感壓力板10上，使力-熱敏感壓力板10向左運(yùn)動，從而實現(xiàn)了切向加載。
[0018]所述側(cè)向力加載組件與所述力-熱敏感壓力板10的沿測試輪胎側(cè)向運(yùn)動方向的一側(cè)相連接以提供一側(cè)向加載力。所述側(cè)向力加載組件的組成結(jié)構(gòu)與所述切向力加載組件相同。所述側(cè)向力加載組件包括一第二支座43、一第二側(cè)向螺桿44、一第二球形鉸鏈46及一第二緩沖彈簧45;所述第二支座43上沿測試輪胎側(cè)向運(yùn)動方向開設(shè)有一第二側(cè)向內(nèi)螺紋通孔;所述第二側(cè)向螺桿44固定在所述第二側(cè)向內(nèi)螺紋通孔中；所述第二球形鉸鏈46設(shè)置在所述第二側(cè)向螺桿44與所述第二緩沖彈簧45之間。所述第二緩沖彈簧45的另一端與所述力-熱敏感壓力板10的其中一側(cè)向側(cè)面相連接。
[0019]所述側(cè)向力加載組件通過對第二側(cè)向螺桿44的驅(qū)動端施加一個轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動第二側(cè)向螺桿44轉(zhuǎn)動，從而推動第二側(cè)向螺桿44的推進(jìn)端朝向所述力-熱敏感壓力板10的方向運(yùn)動，所述第二側(cè)向螺桿44產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩與向左的水平力作用到第二球形鉸鏈46上，通過第二球形鉸鏈46對旋轉(zhuǎn)自由度的限制，僅將水平向左的力傳遞到第二緩沖彈簧45上，所述第二緩沖彈簧45將力作用到力-熱敏感壓力板10上，使力-熱敏感壓力板10向上運(yùn)動，從而實現(xiàn)了側(cè)向加載。
[0020]所述徑向力加載組件與所述測試輪胎之間設(shè)置有一第一壓力傳感器21，具體的，所述第一壓力傳感器21設(shè)置在所述活塞桿231與所述施力架22的連接處。所述第一壓力傳感器21與所述伺服放大器50的輸入端相連接。所述切向力加載組件與所述力-熱敏感壓力板10之間設(shè)置有一第二壓力傳感器31，具體的，所述第二壓力傳感器31設(shè)置在所述第一緩沖彈簧35與所述力-熱敏感壓力板10之間。所述側(cè)向力加載組件與所述力-熱敏感壓力板10之間設(shè)置有一第三壓力傳感器41，具體的，所述第三壓力傳感器41設(shè)置在所述第二緩沖彈簧45與所述力-熱敏感壓力板10之間。
[0021]所述力-熱敏感壓力板10可移動的固定在所述縱向?qū)к?2上，所述切向力加載組件驅(qū)動所述力-熱敏感壓力板10沿縱向?qū)к?2向左運(yùn)動。所述縱向?qū)к?2可移動地固定在所述側(cè)向?qū)к?2上，所述側(cè)向力加載組件驅(qū)動所述力-熱敏感壓力板10和所述縱向?qū)к?2沿側(cè)向?qū)к?2向上運(yùn)動。
[0022]在對測試輪胎進(jìn)行徑向力加載的過程中，所述伺服放大器50接收第一壓力傳感器21采集的壓力數(shù)據(jù)作為反饋信號，以及指令輸入模塊51輸入的指令數(shù)據(jù)，并對反饋信號和指令信號進(jìn)行比較放大，并根據(jù)比較結(jié)果對電液伺服閥27進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過電液伺服閥27控制液壓缸23的動作，從而保證加載力恒定，實現(xiàn)對輪胎的連續(xù)加載。在對測試輪胎進(jìn)行切向力加載的過程中，通過人工作動所述切向力加載組件中的手柄，并通過第二壓力傳感器31控制加載在所述力-熱敏感壓力板1上的力的大小，從而實現(xiàn)對測試輪胎的切向力的精確穩(wěn)定加載。在對測試輪胎進(jìn)行側(cè)向力加載的過程中，通過人工作動所述側(cè)向力加載組件中的手柄，并通過第三壓力傳感器41控制加載在所述力-熱敏感壓力板10上的力的大小，從而實現(xiàn)對測試輪胎的側(cè)向力的精確穩(wěn)定加載。
[0023]本實用新型所述用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置，其通過在測試輪胎的三個軸向上分別設(shè)置徑向力加載組件、切向力加載組件、側(cè)向力加載組件，根據(jù)這三組組件對測試輪胎進(jìn)行三個軸向的力的加載，從而實現(xiàn)輪胎對路面三軸力的測試實驗，能夠真實地模擬輪胎對地面的三軸加載力。
[0024]以上所述本實用新型的【具體實施方式】，并不構(gòu)成對本實用新型保護(hù)范圍的限定。任何根據(jù)本實用新型的技術(shù)構(gòu)思所做出的各種其他相應(yīng)的改變與變形，均應(yīng)包含在本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置，其特征在于，其包括一力-熱敏感壓力板、一熱圖像傳感器、一徑向力加載組件、一切向力加載組件、一側(cè)向力加載組件、一縱向?qū)к壖耙粋?cè)向?qū)к?所述熱圖像傳感器設(shè)置在所述力-熱敏感壓力板的上表面;一測試輪胎設(shè)置在所述熱圖像傳感器上，且該測試輪胎的軸向平行于所述力-熱敏感壓力板的上表面;所述徑向力加載組件與所述測試輪胎相連接以提供一徑向加載力;所述切向力加載組件與所述力-熱敏感壓力板的沿測試輪胎縱向運(yùn)動方向的一側(cè)相連接以提供一縱向加載力;所述側(cè)向力加載組件與所述力-熱敏感壓力板的沿測試輪胎側(cè)向運(yùn)動方向的一側(cè)相連接以提供一側(cè)向加載力;所述力-熱敏感壓力板可移動的固定在所述縱向?qū)к壣?，所述縱向?qū)к壙梢苿拥毓潭ㄔ谒鰝?cè)向?qū)к壣稀?.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置，其特征在于，所述徑向力加載組件與所述測試輪胎之間設(shè)置有一第一壓力傳感器，所述切向力加載組件與所述力-熱敏感壓力板之間設(shè)置有一第二壓力傳感器，所述側(cè)向力加載組件與所述力-熱敏感壓力板之間設(shè)置有一第三壓力傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置，其特征在于，所述徑向力加載組件包括一施力架、一液壓缸、一油栗及一油箱;所述施力架兩側(cè)固定在通過測試輪胎中心的一根軸上，上端固定連接液壓缸的活塞桿;所述液壓缸的有桿腔和無桿腔與所述油箱連通，所述油栗與所述油箱相連通以將油箱中的液壓油抽送至液壓缸中。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置，其特征在于，所述徑向加載組件還包括一過濾器，所述過濾器設(shè)置在所述油栗與所述油箱之間。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置，其特征在于，所述徑向加載組件還包括一電液伺服閥、一伺服放大器及一指令輸入模塊;所述電液伺服閥連接在所述液壓缸與所述油栗和所述油箱之間;所述伺服放大器的輸出端與所述電液伺服閥相連接，其輸入端分別與所述指令輸入模塊和所述第一壓力傳感器相連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置，其特征在于，所述液壓缸與所述油箱之間通過一油路相連接，所述油路包括第一油路和第二油路，所述第一油路經(jīng)過所述電液伺服閥與所述油栗相連通，所述第二油路經(jīng)過所述電液伺服閥與所述油箱相連通，所述電液伺服閥用于改變第一油路和第二油路的流通方向。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置，其特征在于，所述切向力加載組件包括一第一支座、一第一側(cè)向螺桿、一第一球形鉸鏈及一第一緩沖彈簧;所述第一支座上沿測試輪胎縱向運(yùn)動方向開設(shè)有一第一側(cè)向內(nèi)螺紋通孔;所述第一側(cè)向螺桿固定在所述第一側(cè)向內(nèi)螺紋通孔中；所述第一球形鉸鏈設(shè)置在所述第一側(cè)向螺桿與所述第一緩沖彈簧之間。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置，其特征在于，所述第二壓力傳感器設(shè)置在所述第一緩沖彈簧和所述力-熱敏感壓力板之間。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置，其特征在于，所述側(cè)向力加載組件包括一第二支座、一第二側(cè)向螺桿、一第二球形鉸鏈及一第二緩沖彈簧;所述第二支座上沿測試輪胎側(cè)向運(yùn)動方向開設(shè)有一第二側(cè)向內(nèi)螺紋通孔;所述第二側(cè)向螺桿安裝在所述第二側(cè)向內(nèi)螺紋通孔中；所述第二球形鉸鏈設(shè)置在所述第二側(cè)向螺桿與所述第二緩沖彈簧之間。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述用于輪胎道路接觸面三軸應(yīng)力分布測試的動態(tài)加載裝置，其特征在于，所述第三壓力傳感器設(shè)置在所述第二緩沖彈簧和所述力-熱敏感壓力板之間。
【文檔編號】F15B11/08GK205593850SQ201620405635
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】趙顯新, 楊豐豐, 周興林, 周吉偉
【申請人】武漢科技大學(xué)