轮轨力相关整理.docx

贴片半径与组桥方式贴片半径的选取有限元建模获得应力分布自扰大，串扰小横向应变最大处：，横向贴片位置横向应变为0处：，纵向贴片位置组桥方式的选取由于车轮是弹性且在测量过程中是旋转的，所以某测点测得的应变值应是以2π为周期的周期函数。除此之外，由于轮子的对称分布，同一半径上的应变分布应与角度相关。如图1.1，A、B两处应变片相差角度为，若A 处的应变函数为，则B处的应变函数为，且是以2π为周期的周期函数。图1.1 应变的空间分布对任一周期函数，均可用傅里叶级数展开，即 (1-1)现多采用轴对称布片形式来消除温度干扰，因此每一组由两片角度相差为180°的应变片组成。如图1.2（a）所示。当一组应变片贴在相邻桥臂上，如图1.2（b），组合输出为： (1-2)式中m为每个桥臂上的应变片组数，为测力轮的角度，是每组应变片与0°角相邻的角度，一般可将认为是0°。对1-2式进行傅里叶级数展开可得到： (1-3)桥路的组合输出的均值为0，偶次谐波也为0，只存在奇次谐波。当一组应变片贴在相邻桥臂上，如图1.2（c），组合输出为：(1-4)对1-4式进行傅里叶级数展开可得到：(1-5)桥路的组合输出的奇次谐波为0，但存在均值和偶次谐波。因此优先选择图1.2（b）所示的组桥方式。1.2（a）应变片组贴片方式 1.2（b）相邻桥臂组桥方式 1.2（c）相对桥臂组桥方式现对1.3式进一步化简可得到：(1-6)当m=2时，可将其化简为：(1-7)对各阶谐波的幅值进行讨论，因此只需讨论的大小。分别令三、五、七、九阶谐波为0，即：(1-8)解得=60°，=36°，=26°，=20°。接下来只需将这四个角度分别带入计算大小，即可得到其谐波幅值大小如表1.1所示。阶次 角度203656609010.980.950.880.860.7020000030.860.580.130-0.7040000050.640-0.73-0.86-0.7060000070.34-0.58-0.97-0.860.7080000090-0.95-0.3800.70100000011-0.34-0.950.530.86-0.701200000表1.1 =2时的各阶谐波相对振幅同理，可讨论当m=3时的各阶谐波，对1.6式进行分析：(1-9)现使第n阶谐波为0，即(1-10)解得消除三阶谐波，为；消除五阶谐波，为；消除七阶谐波，为；消除九阶谐波，为。从上解可以看出，无论取何值时，都无法同时消除各阶谐波，但当时可以消除五、七、九阶谐波，但也消除了一阶谐波，不实行该种布片方式。当m=4时，式中x=2n-1。 (1-11)现使第n阶谐波为0，即(1-12)有限元示例带柔性地基的塔模型的模态分析：柔性基础：抗弯刚度很小，可随地基变形而任意弯曲。而刚性基础的抗弯刚度极大，不会产生弯曲变形。