采用 QuantumX MX410 数据采集系统测试铝合金车轮

更短的开发周期 - 这是全球所有技术公司的目标. BORBET, 全球领先的铝制轮毂的制造商采用了智能系统进行测试。其采用了高动态 QuantumX MX410 测量放大器进行在线测试.

铝合金车轮 有着出众的外观和运动感。一辆汽车的光泽，表达了车主的个人风格，激情，热情和自豪感。

BORBET 有2,000 多种轻质铝产品, 并且随着时间在不断增加。 设计创造性并且只有尺寸的限制，这正是铝制轮毂的最大优势。 由于制动被置入，客户对于轮胎的限制降到了最低点，几乎只有尺寸的约束。相对钢制轮毂，铝制轮毂光泽和功能性更胜一筹。

数学和严格测试使之更安全

不用说，铝制轮毂需要和钢制轮毂一样可靠，坚固，承受相同的负载，并且需要更优美的外观。

首先，轮毂属于安全部件。技术诀窍，物理特性和强度测试是保证其坚固的最重要方法。开发者需要采用有限元分析 (FEM) 进行新产品设计，并进行固态模拟。

模拟计算的基础是胡克定律。其描述了作用力和弹性形变之间的关系。当力作用在弹性体上，无论是延长还是缩短，材料和机械应力随之产生。

在弹性范围内，关系是线性的。发生的机械应力，直接依赖材料的弹性模量和应变。杨氏模量 是一个常数，对于铝合金材料，在 0.01 到 0.1 kN/mm² 弹性范围内，杨氏模量的数值为 70 - 75 kN/mm².

胡克定律:

有限元方法离散成一个定义/有限集，也称为元素的子域，连续域。

每个部件都被描述成一个等式，从数学上捕获部件的机械应变。并且每个部件都和相邻的节点进行链接。换句话说，如果一个力作用在一个部件上，从数学上来讲，其也作用在相邻的部件上。

机械应力 和点之间的相互作用通过部件等式描述整个结构。由此产生的负载状况产生了负载负载曲线。承受最大负载的点通过特殊颜色标注其为潜在的薄弱点。

结构分析

理论和实践结合
模拟假设了理想环境，随之需要进行真实测试对理论结果进行验证。因此, 应变片 (SG) 被安装在理论最大负载区域。 应变片对拉压向力响应并转化为电阻变化

应变计安装在测试件上

由于电阻变化非常小，无法进行直接分析，因此应变片需要组成一个惠斯通电桥。

惠斯通电桥

应变 ε 采用如下等式进行计算:

在应变片安装后，铝制车轮需要进行疲劳测试或者双轴测试。 双轴测试 可以体现新开发的车轮的实际结构特性; 现在双轴测试已经被用于实验室。

测试台上车轮旋转过程中, 信号通过无线遥测技术传递到 QuantumX MX410 测量放大器 上. 这种结构紧凑，4通道的放大器专门用于采集，分析高动态的机械过程。

MX410 通用采集模块每个通道都支持6种传感器技术，采样率高达 96 kHz/通达，并且提供 24位精度信号。

其可以进行高动态力和加速度信号高精度测量。经过调理的测量信号可以数字或者模拟信号，并且 MX410 可以非常容易连接到不同的分析系统中。其提供以太网和火线接口，测量结果可以使用电脑进行记录，分析，可视化并进行分析，例如使用 catmanAP 软件.

10,000 公里测试反应三十万公里的行程

根据数家德国汽车制造商的要求，一个轮胎的正常寿命为 300,000 公里, w在双轴测试台上需要进行 10,000 公里的模拟测试。

在特殊 98-stage (Europazyklus) 十万公里的测试周期，相当于在欧洲三十万公里行程对车轮的损害。 在测试台上，负载相当大，并且快速运转，以模拟在欧洲道路上三十万公里的行程。 在测试台上测试，能够大大缩短开发流程，并能够快速响应。

力和弯矩

如果前轴允许静态负载为1,000公斤，这意味着每个车轮有一个500公斤的静负荷能力。此外，轮毂需要承受车辆本身的负载,还需要承受由驾驶造成的动态力和弯矩。

通过疲劳测试保证质量

双轴测试 主要用于新轮毂的开发。疲劳测试是另外一种耐久性测试。作用于轮胎的力包括垂直力和拐弯时静摩擦造成的水平侧向力。这两种力计算获得的最大弯矩 可用作测试的基础。

根据不同的车型，实际弯矩大约在 2.5 kNm 到 10 kNm 之间。 TÜV 条例要求铝制轮毂在200,000 负载周期 承受75% 的弯矩，在 1,800,000 负载周期承受 50% 的弯矩的测试中没有任何裂缝。通过疲劳测试，可以保证产品质量 。

优化能源消耗

耐久性测试 能够获得潜在的安全边际。轮毂的测试，能够得到其使用寿命，并对轮毂的使用材料进行优化。

原则上讲，使用更少的材料，获得一样的强度。能够使车辆的重量更轻，速度更快，使用更少的燃油，减少排放量。

另外可以减少铝的使用，由于铝的生产需要耗费更多的能源。Borbet 每年生产的轮毂数以百万计，直接有助于降低能源消耗并保护环境。

结论

HBM 测量技术不仅可以为优美外观的铝制轮毂，提供更高的安全性，并且通过耐久性测试为节约能源，保护环境作出贡献。