新拓三维光学测量在汽车车桥测量中的应用

清风月

新拓三维光学测量在汽车车桥测量中的应用

　　汽车行驶时处于一个相当复杂的振动环境中，其各个零部件都会受到或大或小的应力、应变的作用。经过一定的服役时间，一些零部件便容易发生疲劳损坏，出现裂纹或断裂。据统计，汽车90%以上的零部件损坏都属于疲劳损坏。从汽车诞生的那一天起，疲劳耐久就是整车的重要性能。
　　汽车车桥（又称车轴）通过悬架与车架（或承载式车身）相连接，其两端安装车轮。车桥的作用是承受汽车的载荷，维持汽车在道路上的正常行驶。作为底盘上的重要部件，其工作环境复杂，容易损坏，甚至会出现断裂，因此车桥的结构优化以及疲劳分析研究成为了一个重点问题。
　　对于新设计制造的车桥，需要利用专门的高动态性能固定试验台进行模拟加载试验，检测各项工作性能和可靠性指标。由于车桥的工作参数变化范围大，工况复杂多变，传统的测量方式难以精确地测试其关键部位的变形和裂纹出现位置。
　　在过去，在车桥加载测试中使用传统的应变计来检测关键部位的变形和裂纹，要测量较多点的变形，需要安装众多的位移传感器，使用非常麻烦，精度不高。
　　在测试之前，难以预测哪里是关键部件变形部位，无法准确测得结构最大应变位置。而且在测试之前，需要预先判断哪里是关键部件变形部位，然后再布置应变片，很难收集到高质量、可靠的测量数据。
　　三维应变测量可以在任何空间方向生成三维全场变形数据，由于采用非接触测量方式，车桥在整个测试过程中不受任何外力影响。通过预先定义的评估方案，可以观察全场的位移变化情况，并可追踪裂纹形成及扩展的方向。
　　通过图像分析，获取车桥表面三维位移场、应变场数据。试样表面应变场的工程数据输出后，可以得出车桥被测表面平均主应变曲线。根据测量结果分析得出，随着车桥载荷的增加，其表面最大主应变成持续增加的趋势，其分析结果与实际预期情况相符。
　　在车桥加载测试过程中，采用XTDP摄影测量系统多角度拍摄被测位置照片，进行四种不同载荷下的关键点变形测量，对被测车桥的每一个变形状态进行拍摄，车桥静态变形的结果可在三维显示区中以色谱图的方式显示出来。