某公司新研發(fā)的輕卡駕駛室在進行道路耐久試驗過程中，駕駛室前圍出現(xiàn)局部開裂現(xiàn)象。為了解該駕駛室的動態(tài)特性，要對其進行動態(tài)應變測試和分析，為駕駛室改進提供有力依據(jù)。

動態(tài)應變測試方法及測試系統(tǒng)組成

應變測試技術常用的有應變電測法、光學方法和聲學方法。本次測試采用應變電測法，是以應變片為傳感元件，是一種應用廣泛、使用經(jīng)驗成熟的方法。儀器采用JHDY動態(tài)應變采集系統(tǒng)，由動態(tài)應變儀、采集軟件、應變片、筆記本等組成。實時采集，實時顯示曲線，可直接顯示被測物理量。

動態(tài)應變測試步驟

貼片位置選擇；動態(tài)應力測點位置應布置在道路耐久試驗中出現(xiàn)開裂位置的附近，以及在有限元分析中應力較大的區(qū)域，在主應力方向明確的位置布置單軸應變片，在主應力未知方向位置采用應變花。

應變片的粘貼；先對應變片外觀進行檢查，看是否有銹斑等缺陷。然后對車架進行表面處理，清楚污垢。在粘貼應變片之前在車架測點位置進行劃線，使粘貼方向與測量應變的方向一致。最后，用膠水粘貼應變片，在應變片粘貼面處涂上薄薄一層膠水，將應變片的方向線對準剛才劃的基準線。要確保粘貼的位置和方向角一致，粘貼表面無氣泡。通過接線端子將應變片的引線與接入應變采集儀的導線連接。

動態(tài)應變測試測試結果分析

通過對各測點動應變測試結果整理，取鋼材彈性模量E=206GPa，得到各測點的應力幅值和均方根值。其中測點5、測點8、測點11的振動強度較大，主要集中于前圍接近于扭簧附近，位于道路耐久試驗過程中開裂部位附近。通過測點5、8、11動應力時域里程曲線與有限元計算結果對比可知，各測點應力數(shù)值分布趨勢和仿真結果基本一致，*大動應力測點8為92.6MPa，測點應力值和計算值（*大為85MPa）比較近。

對各測點的動應力時域歷程進行頻譜分析，由于應變花的合成應力在每一瞬時的主應力方向均不同，故頻譜分析時選取應變花中*大動應力信號進行頻譜分析。頻譜分析時，為了防止泄漏，對信號加Hanning窗處理。從動應力功率譜密度曲線上看，各測點的諧振頻率基本相同，諧振峰主要集中在17.8HZ、19.5HZ、30.4HZ，有限元計算的彈性約束前三階模態(tài)頻率分別為23.2HZ、25.1HZ、33.4HZ。

結語

由于有限元模態(tài)計算模型未考慮乘員質量，高于實際諧振頻率，可以看出，測試數(shù)據(jù)和模態(tài)分析結果吻合較好，從測點5和測點8的頻譜圖可以看出，在17.8HZ和19.5HZ處振動能量較大，且該駕駛室一階模態(tài)振型為扭轉振動、二階為彎曲振動，二者模態(tài)頻率相差不到2.0HZ，極易產(chǎn)生耦合振動，從而降低駕駛室的疲勞強度。

通過動態(tài)應變測試分析，掌握駕駛室的動態(tài)特性，為其結構改進指出了方向，同時表明如要提高駕駛室的疲勞強度，必須結合結構的動態(tài)特性進行合理設計，本文的研究分析為此類駕駛室的疲勞強度設計到一定的參考和指導作用。