分析邊界條件對電子汽車衡性能的影響

分析邊界條件對電子汽車衡性能的影響
 一、普遍存在的問題
1、偏載誤差比較大 
按照 JJG539-97《數字指示秤》計量檢定規程所規定的偏載性能檢測方式，對于六個以上承載點的衡器，使用 Max/n-1 的載荷依次對每個承載點進行調試時，每個點的偏載誤差在允許范圍之內，然而當使用大噸位短軸距汽車分別停于承載器不同位置上，其誤差明顯增加較多。
2、卸載后衡器不能回復零點 
當大噸位短軸距汽車稱量結束離開承載器，有一些衡器的示值不能較快回到零點，其中固然有可能是稱重傳感器的恢復力矩比較小有關，也有可能是承載器及其連接件的剛性達不到規定的指標。
3、重載時稱量誤差增大 
一個大型電子汽車衡（一般是指 100 噸以上），當其承載器為三段式，中間一段由四只稱重傳感器支承，兩端分別搭在中間段上。當 50 噸之內載荷的短軸距車輛分別停于中間和兩端位置稱量時，秤量值基本沒有差異。但是當 70 噸以上載荷車輛稱量時，在中間位置稱量的量值明顯大于兩端位置稱量值。而且，軸載越是接近搭接處時，稱量誤差越大。
二、邊界條件的影響 
為什么目前會出現以上的種種現象呢？經過近幾年的觀察和試驗，認為主要是由忽視邊界條件影響的原因所造成的。彈性力學中，它研究彈性物體在外力和其它外界因素作用下產生的變形和內力，求解一個彈性力學問題，就是設法確定彈性體中各點的位移、應變和應力共 15 個函數。從理論上講，只有 15 個函數全部確定后，問題才算解決。對于力學問題的求解，我們根據 15 個方程來求解那是相當麻煩的，但是經過研究，若是得到給定符合一定條件的應力邊界或是位移邊界，會更有利于我們對問題的求解，所以，我們解題時就相應的可以根據實際情況來應用應力解法或是位移解法來設定變量。
一般邊界條件有三種形式，分為本質邊界條件（狄里克雷邊界條件）、自然邊界條件（黎曼邊界條件）、混合邊界條件（柯西邊界條件）。對于自然邊界條件，一般在積分表達式中可自動得到滿足；對于本質邊界條件和混合邊界條件，需按一定法則對總體有限元方程進行修正滿足。邊界條件分別為位移邊界條件和應力邊界條件。比如，基礎板太薄、基礎高度差大、混凝土強度不足、混凝土充填不足、壓頭結構、結構剛度等都是屬于位移邊界條件影響；而承載器焊接變形、承載器連接處焊接變形等屬于應力邊界條件影響。
1、位移邊界條件影響 
以前常規產品 18m 的承載器是三節臺板，自從 GB/T7723-2008 標準對承載器相對變形量的控制要求，由于稱重傳感器銷售價格與鋼材價格的懸殊，不少制造商改為四節臺板于以應對。這樣就單塊臺板來講，其剛度是提高了，變形量縮小了。這種設計，從表面上看是一種的設計，但是其疏忽了另一個方面的問題，即可靠性。當一個設備所采用的零部件越多，那么相對可靠性就會下降。這里同時增加了一對搭接結構、一對基礎板、一對稱重傳感器，如果其中有一個部件沒有被注意到，就有可能影響衡器的計量性能。
2、應力邊界條件影響
我們衡器行業從生產機械衡器時起，就對鑄件、焊接件、機加工件時產生的加工應力不是很重視，由于機械衡器主要是裝配結構，對加工應力所造成的計量性能影響不是很明顯。進入電子衡器時代后，大型衡器的承載器大都是焊接結構件，并開始采用型鋼結構的大型衡器，這類衡器采用的是斷續焊接工藝，焊接應力對承載器整體結構的影響比較小。但近年來 U 型梁結構的大型衡器承載器，由于采用連續焊接工藝，其焊接應力對承載器的影響就比較大，一些與之關聯的部件（如搭接板、稱重傳感器墊板等）也由于應力所產生的結構變形，不但影響到產品的安裝質量，而且直接影響到產品的計量性能。