基于预应力处理法汽车衡秤体刚度研究

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1、基于预应力处理法汽车衡秤体刚度研究韦铁平杨晓翔许艺青姚进辉福建工程学院机械与汽车工程系福州大学机械工程及自动化学院福州大学石油化工学篋福建省计量科学研宄院汽车衡秤体挠度过大是引起其测量误差的主要原因。将钢结构预应力处理法运用于秤台与U型梁的焊接工艺过程，建立秤体挠度和应力随着预加载荷变化的数学模型，基于有限元法实现秤体预疲力处理过程。结果表明:秤体挠度的模拟结果与数学模型的变化规律一致。因此，钢结构预应力处理法的应用能有效提高秤体刚度，进而提高汽车衡的测量准确度。关键词：汽午衡;刚度;预应力;数值模拟;基金：福建省青年自然科学基金项0(2017J050

2、71)STUDYONTHERIGIDITYOFTHETRUCKSCALEBODYBASEDONTHEPRESTRESSED-TREATMENTMETHODWEITiePingYANGXiaoXiangXUYiQingYAOTinHuiSchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering,FujianUniversityofTechnology;SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，FuzhouUniversity;SchoolofPetrochemicalTechnolog

3、y，FuzhouUniversity;FujianProvinceInstituteofMetrology;Abstract：Excessivedeflectionofthetrucksealebodyisaprimarycauseleadingtomeasurementerror.TheprcstrcsscdtrcatmcntmethodofsteelstructurewasappliedtotheweldingprocedureofthetruckscalebodyandU-beam.Themathematicalrelationshipmodel

4、betweenthepreloadandthedeflectionandstressofthetruckscalebodywasconstructed.Inaddition,theprestressed-treatmentprocesswascarriedoutbasedonfiniteelementmethod.Theresultsshowthedeflectionofthesimulationresultsisconsistentwiththechangingruleofthemathematicalmodel.Therefore,thedefle

5、ctionofthetruckscalebodycanbeimprovedeffectivelywiththeprestressed-treatmentmethodofsteelstructure,whichcanbeabletoimproveitsmeasuringaccuracy.Keyword：Truckscale;Rigidity;Prestress;Numericalsimulation;引言汽车衡的称量精度和长期使用稳定性指标要求对其进行定期检定。秤体的刚度是影响汽车衡性能指标的主要影响因素。pi前，随着汽车衡非砝码检定方法的提出，寻求一种

6、有效提高秤体刚度的方法愈加迫切诸多学者对秤体刚度进行了研究。其中，王祯荣等在设计汽车衡过程中将秤台简化为一简支梁进行强度和刚度的理论计算m。但刘梅等认为这种传统的刚度分析结果可靠性较差且无法进行局部应力及应变分析。针对此缺陷，他们通过建立汽车衡秤台实体模型对刚度进行校核分析，并给出合理的改进建议m。文献［6-7］均以汽车衡秤台的重量为目标函数，以挠度为约束进行优化，以此获得秤台最佳结构尺寸。由此可知，目前秤体的刚度通常是通过现有结构的优化来改进，而从制造工艺进行改进尚未发现相关文献涉及。本文将钢结构的预应力处理法mi运用于提高秤体结构（秤台与u型梁）的

7、刚度。根据秤台与U型梁焊接过程的预应力处理工艺流程，建立预应力处理过程的力学模型，并通过数值模拟验证模型的可靠性。1秤体结构预应力处理的力学模型l.i秤体结构预应力处理工艺汽车衡秤体结构的形成引入了预应力技术U21，秤体结构建立预应力的工艺处理过程如图1所示。首先，将秤台按照规定位置放置于工作平台上。在工作平台上等距固定直径不等且其外轮廓线沿纵向成抛物线分布的钢筋，在完成秤台放置后，将六根u型梁按照规定位置反扣在秤台上。然后，通过加载装置（液压系统）在u型梁中部施加一定的载荷，使u型梁和秤台同时向下预弯曲，并通过点焊将u型梁与秤台固定一起。该组合结构完

8、成点焊后，撤去加载装置，转移工作平台并完成满焊。秤体预应力处理工艺模型简图如图2所示。图1汽车