分析边界条件对电子汽车衡性能的影响

分析边界条件对电子汽车衡性能的影响
 一、普遍存在的问题
1、偏载误差比较大 
按照 JJG539-97《数字指示秤》计量检定规程所规定的偏载性能检测方式，对于六个以上承载点的衡器，使用 Max/n-1 的载荷依次对每个承载点进行调试时，每个点的偏载误差在允许范围之内，然而当使用大吨位短轴距汽车分别停于承载器不同位置上，其误差明显增加较多。
2、卸载后衡器不能回复零点 
当大吨位短轴距汽车称量结束离开承载器，有一些衡器的示值不能较快回到零点，其中固然有可能是称重传感器的恢复力矩比较小有关，也有可能是承载器及其连接件的刚性达不到规定的指标。
3、重载时称量误差增大 
一个大型电子汽车衡（一般是指 100 吨以上），当其承载器为三段式，中间一段由四只称重传感器支承，两端分别搭在中间段上。当 50 吨之内载荷的短轴距车辆分别停于中间和两端位置称量时，秤量值基本没有差异。但是当 70 吨以上载荷车辆称量时，在中间位置称量的量值明显大于两端位置称量值。而且，轴载越是接近搭接处时，称量误差越大。
二、边界条件的影响 
为什么目前会出现以上的种种现象呢？经过近几年的观察和试验，认为主要是由忽视边界条件影响的原因所造成的。弹性力学中，它研究弹性物体在外力和其它外界因素作用下产生的变形和内力，求解一个弹性力学问题，就是设法确定弹性体中各点的位移、应变和应力共 15 个函数。从理论上讲，只有 15 个函数全部确定后，问题才算解决。对于力学问题的求解，我们根据 15 个方程来求解那是相当麻烦的，但是经过研究，若是得到给定符合一定条件的应力边界或是位移边界，会更有利于我们对问题的求解，所以，我们解题时就相应的可以根据实际情况来应用应力解法或是位移解法来设定变量。
一般边界条件有三种形式，分为本质边界条件（狄里克雷边界条件）、自然边界条件（黎曼边界条件）、混合边界条件（柯西边界条件）。对于自然边界条件，一般在积分表达式中可自动得到满足；对于本质边界条件和混合边界条件，需按一定法则对总体有限元方程进行修正满足。边界条件分别为位移边界条件和应力边界条件。比如，基础板太薄、基础高度差大、混凝土强度不足、混凝土充填不足、压头结构、结构刚度等都是属于位移边界条件影响；而承载器焊接变形、承载器连接处焊接变形等属于应力边界条件影响。
1、位移边界条件影响 
以前常规产品 18m 的承载器是三节台板，自从 GB/T7723-2008 标准对承载器相对变形量的控制要求，由于称重传感器销售价格与钢材价格的悬殊，不少制造商改为四节台板于以应对。这样就单块台板来讲，其刚度是提高了，变形量缩小了。这种设计，从表面上看是一种的设计，但是其疏忽了另一个方面的问题，即可靠性。当一个设备所采用的零部件越多，那么相对可靠性就会下降。这里同时增加了一对搭接结构、一对基础板、一对称重传感器，如果其中有一个部件没有被注意到，就有可能影响衡器的计量性能。
2、应力边界条件影响
我们衡器行业从生产机械衡器时起，就对铸件、焊接件、机加工件时产生的加工应力不是很重视，由于机械衡器主要是装配结构，对加工应力所造成的计量性能影响不是很明显。进入电子衡器时代后，大型衡器的承载器大都是焊接结构件，并开始采用型钢结构的大型衡器，这类衡器采用的是断续焊接工艺，焊接应力对承载器整体结构的影响比较小。但近年来 U 型梁结构的大型衡器承载器，由于采用连续焊接工艺，其焊接应力对承载器的影响就比较大，一些与之关联的部件（如搭接板、称重传感器垫板等）也由于应力所产生的结构变形，不但影响到产品的安装质量，而且直接影响到产品的计量性能。