6.2 實(shí)驗(yàn)過程

6.2.1 實(shí)驗(yàn)加載記錄流程

實(shí)驗(yàn)過程中每個(gè)車架加載流程如下（單位t）：

第一階段：5-10-5-0

第二階段：5-10-15-10-5-0

第三階段：5-10-15-18-20-18-15-10-5-0

第四階段：5-10-15-18-20-22-24-25-27-29-30

第四階段加載過程預(yù)定為看現(xiàn)場(chǎng)加載情況來定加載到多少噸位，根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況最后兩次拉伸均拉到最大噸位30t。

6.2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

實(shí)驗(yàn)中對(duì)每次加載噸位和加載時(shí)間都有詳細(xì)記錄，為了讓數(shù)據(jù)穩(wěn)定各加載階段中每個(gè)噸位的應(yīng)變儀數(shù)據(jù)都記錄了三次。

7.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析

7.1數(shù)據(jù)處理

  通過ANSYS仿真和實(shí)際測(cè)試后，應(yīng)力場(chǎng)的分布情況基本相同。在ANSYS仿真中，建立的模型尺寸，材料屬性及加載位置和約束情況，均與實(shí)際測(cè)試中的工況基本相同，仿真具有一定的真參考度和可靠性。由于應(yīng)變花的貼片厚度及車架經(jīng)過較大的拉力后，個(gè)別應(yīng)變花可能破壞，采集后的應(yīng)力值較大不予考慮。以下分析中的仿真值與測(cè)量值均為車架表面應(yīng)力，仿真值每個(gè)測(cè)點(diǎn)取了應(yīng)力平均值、應(yīng)力最大值和應(yīng)力最小值，正值為拉應(yīng)力，負(fù)值代表所受應(yīng)力為壓應(yīng)力，由于應(yīng)變花范圍較大而仿真分析中取值節(jié)點(diǎn)較小，為了使仿真結(jié)果更具可靠性，這里所取的仿真值均為測(cè)點(diǎn)附近取多值后所得的平均值。測(cè)量值為根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得應(yīng)變而求出的主應(yīng)力值中的較大值，其求解方法如下：

   據(jù)平面應(yīng)變分析理論知，若某點(diǎn)任意三個(gè)方向的線應(yīng)變知道，就能計(jì)算出該點(diǎn)的主應(yīng)變和主方向，從而計(jì)算出主應(yīng)力。因此測(cè)量某點(diǎn)的主應(yīng)力和主方向時(shí)，必須在測(cè)點(diǎn)布置三枚應(yīng)變片。通常將三個(gè)敏感柵粘貼在同一基底上，稱為應(yīng)變花。常用的應(yīng)變花有兩種：1.三敏感柵軸線互成120°角，稱等角應(yīng)變花。2.兩敏感柵軸線互相垂直，另一敏感柵軸線在它們的分角線上，稱為直角應(yīng)變花。該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的是等角應(yīng)變花。

   由應(yīng)變分析和應(yīng)力分析理論知，測(cè)得、和后，可按下列公式計(jì)算主應(yīng)力：

  車架受力情況主要集中在加載位置周邊，重點(diǎn)分析測(cè)點(diǎn)（1，4，5，8，11，12），如表3所示(測(cè)量值1----第一車架經(jīng)過25t拉力后，測(cè)量值2---第二車架未拉)：

其余測(cè)點(diǎn)分析如表4所示(測(cè)量值1----第一車架經(jīng)過25t拉力后，測(cè)量值2---第二車架未拉)，其中19測(cè)點(diǎn)測(cè)量1的值由于應(yīng)變片未知原因未能測(cè)得：

7.2最大畸變能準(zhǔn)則下的應(yīng)力

    實(shí)驗(yàn)測(cè)得應(yīng)力值為車架表面應(yīng)力，更能反映車架真實(shí)受力情況的是Equivalent stress，現(xiàn)將所有測(cè)點(diǎn)Equivalent stress統(tǒng)計(jì)如表5：

7.3誤差分析

對(duì)于應(yīng)力值較小的測(cè)點(diǎn)，物理實(shí)驗(yàn)過程中加載拉力的鋼絲繩較粗，受力方向稍微不同就會(huì)導(dǎo)致兩次測(cè)量值和仿真值差距較大，仿真時(shí)受拉實(shí)驗(yàn)時(shí)也可能受壓，故只有受力較大的測(cè)點(diǎn)其誤差范圍的參考價(jià)值才較大，下表6中為應(yīng)力值較大的重要測(cè)點(diǎn)誤差范圍，其中誤差1為測(cè)量值1的誤差。誤差2為測(cè)量值2的誤差，表中誤差數(shù)值為誤差百分比，正值代表測(cè)量值大于仿真值，負(fù)值代表測(cè)量值小于仿真值。

由以上分析可以看出大部分測(cè)量值和仿真值都較為吻合，也有部分測(cè)點(diǎn)差距較大，部分測(cè)點(diǎn)差距較大的原因分析如下：

1.車架模型在有限元分析時(shí)經(jīng)過一定的簡(jiǎn)化，主要體現(xiàn)在螺栓和鉚釘全部簡(jiǎn)化刪除；

2.仿真約束不能完全和測(cè)試時(shí)約束相同；

3.仿真時(shí)拉力加載為集中載荷，該載荷垂直于加載平面，受力時(shí)車架會(huì)發(fā)生變化，而受力方向會(huì)隨著加載平面方向的變化而變化，測(cè)試時(shí)受力方向始終向著鋼絲繩拉直的水平方向，故仿真和測(cè)試的受力方向會(huì)有微小差異；

4.貼應(yīng)變花時(shí)502膠水的厚度對(duì)測(cè)試精度有一定影響；

5.由于千分表和錄像機(jī)使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，而磁場(chǎng)會(huì)對(duì)應(yīng)變片電阻產(chǎn)生影響進(jìn)而影響部分測(cè)點(diǎn)測(cè)試精度。

以上測(cè)點(diǎn)中第一次測(cè)量用車架和第二次測(cè)量用車架原始狀態(tài)不同（第一次測(cè)量用車架已經(jīng)過25t拉力，第二次測(cè)量用車架未經(jīng)任何拉伸），且實(shí)驗(yàn)過中應(yīng)變片貼片位置有微小差異，實(shí)驗(yàn)中受拉力的大?。ɡ_度0.1t）和方向也會(huì)有微小不同，由于這些不確定因素的存在，測(cè)點(diǎn)9、15和16的兩次測(cè)量表現(xiàn)出了拉壓不同的現(xiàn)象。

8.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

車架經(jīng)過ANSYS仿真和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)后，車架能夠經(jīng)受住20t的拉力作用，達(dá)到了設(shè)計(jì)強(qiáng)度。并且在最大30t的拉力作用下，車架無明顯變形，只是部分區(qū)域的應(yīng)力值較大，達(dá)到了強(qiáng)度極限。