专利名称：车轮冲击试验实时监控与预警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车车轮冲击试验的实时监控与预警系统，用于汽车冲击台架试验过程中对车轮破坏危险点进行实时监控与报警。属于汽车领域。
背景技术：
车轮是组成汽车的重要部件之一，对汽车的安全性、稳定性、经济性以及外观都有重大的影响。车轮行驶过程中在轴向、径向和周向均受到载荷的作用，其性能优劣是直接决定整车性能的重要指标。弯曲疲劳试验、径向疲劳试验和冲击试验是检验车轮性能的三大基本试验，国内外均对此提出了详细的标准要求。其中冲击试验是一种从强度的角度出发， 检测车轮抗冲击性能的试验方法，以此来模拟车轮在实际行驶过程中遇到撞击公路牙边或受到石块等物侧向冲击的情形。目前评价车轮是否通过冲击试验的方法主要是在冲击试验完成后，观察其表面是否有目测可见的穿透裂纹。若裂纹不明显或人为失误，很容易造成错误的判断而存在安全隐患，并带来不必要的经济损失。
发明内容本实用新型提供了一个装置简单，可靠稳定，成本较低的车轮冲击试验应变与应力实时监控与预警系统。为实现以上目的，本实用新型采取的技术方案是一种车轮冲击试验实时监控与预警系统，由应变检测单元、信号及曲线记录单元、 声光报警单元和盒体固定单元四部分组成。应变检测单元放置在车轮上，盒体固定单元放置在冲击试验机的立柱上，信号及曲线记录单元和声光报警单元放置在盒体固定单元内。 应变检测单元的应变片贴在车轮冲击危险点处，应变检测单元的输出端通过无线传输的方式与信号及曲线记录单元输入端连接，信号及曲线记录单元的输出端与声光报警单元的输入端连接。本实用新型通过应变检测单元将车轮危险点的应变转化为电信号，信号及曲线记录单元中的单片机负责对信号进行处理，同时该单元能实现应变和应力的实时显示。此外， 在单片机进行数据处理的过程中，若获得的应变或应力大于某一个事先规定好的极限值时，单片机在其输出引脚产生一个高电平，触发声光报警电路进行声光报警。本实用新型的有益效果是装置具有结构紧凑、简单易行、工作可靠、自成一体、方便与车轮冲击试验相结合等特点，并且推广性强，市场前景非常可观。本实用新型的创新点是利用应变检测单元实时地测出冲击试验中车轮危险点的应变，计算出相应点的应力，并把应变和应力信息通过信号及曲线记录单元变成直观的曲线信息，声光报警单元根据材料的极限应变和极限应力及对应曲线信息发出相应的声光信号，起到提示操作员车轮是否破坏的目的，从而减少因人为失误造成的误判，保证车轮抗冲击性能测试的可靠性。此外，由于本实用新型通过对冲击试验中物理量信息的实时监控，实现车轮冲击试验评定的定性研究到定量研究的过渡。
图la、b、c为本实用新型单元位置示意图，其中，a为主视图，b为左视图，c为应变检测单元位置局部放大图。图中，1为盒体固定单元，2为应变检测单元。图2为本实用新型电路原理图。图中，3为应变检测电路；4为信号及曲线记录单元；5为声光报警单元。
具体实施方式
本实用新型涉及一种车轮冲击试验应变与应力实时监控与预警系统，由应变检测单元、信号及曲线记录单元、声光报警单元和盒体固定单元四部分组成。如图 1所示，盒体固定单元1固定在冲击试验机的立柱上，其内部为信号及曲线记录单元4和声光报警单元5，外部为系统的辅助设备，如警示灯、CRT显示器和控制按钮。应变检测单元2 固定于轮辐上。如图2所示，应变检测单元2中所使用的应变检测电路3是由四应变片全桥检测电路和传感器外围电路组成的，其固定在所需检测的车轮外侧。信号及曲线记录单元4主要是由单片机和CRT显示外围电路组成，其放置在盒体固定单元1内。声光报警单元5主要是由三极管组成的开关电路及声光报警电路组成的，其放置在盒体固定单元1内。如图1，2所示，具体实施时，应变检测电路3的四个应变片贴在车轮冲击试验的危险点位置，试验过程中通过应变检测电路3将车轮相应点的应变转化为电信号，把电信号送至应变检测电路3中的电压传感器，由电压传感器检测此电信号，将结果通过无线传输的方式送至信号及曲线记录单元4中的单片机进行数据处理，由信号及曲线记录单元4中的CRT显示部分进行曲线显示。同时，在单片机进行数据处理的过程中，若得到的应变或应力大于某一个事先规定好的极限值时，单片机在其输出引脚产生一个高电平，使得声光报警单元5中由三极管所组成的开关电路导通，并触发声光报警单元5中的LED和语音IC芯片进行声光报警，达到提示操作员车轮已破坏的目的。
权利要求1.一种车轮冲击试验实时监控与预警系统，其特征是由应变检测单元、信号及曲线记录单元、声光报警单元和盒体固定单元四部分组成。
2.根据权利要求1所述的车轮冲击试验实时监控与预警系统，其特征是应变检测单元的输出端通过无线传输的方式与信号及曲线记录单元输入端连接，信号及曲线记录单元的输出端与声光报警单元的输入端连接。
专利摘要本实用新型涉及一种车轮冲击试验应变与应力实时监控与预警系统，由应变检测单元、信号及曲线记录单元、声光报警单元和盒体固定单元四部分组成。整个系统的工作过程如下将应变片组贴在冲击试验中车轮的危险点处，来检测该点在冲击过程中的应变，通过应变检测单元中的电压传感器检测由应变检测电路产生的电信号，并将其送至信号及曲线记录单元中的单片机进行数据处理，同时信号及曲线记录单元能够对处理后的应变和应力进行显示，若获得的应力或应变大于某一个事先规定好的极限值时，单片机在其输出引脚产生一个高电平，触发声光报警电路进行声光报警，达到提示操作员车轮已破坏的目的。
文档编号G01M7/08GK202339276SQ201120421680
公开日2012年7月18日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者张立杰, 杜冰, 潘月, 胡金华, 袁晓明, 贺晙华 申请人:燕山大学