基于VB 6.0的載荷布置標識曲線繪制程序的設計

2019-07-19 01:47:30張崇波ChengDongZhangChongbo

北京汽車 2019年3期

程東，張崇波Cheng Dong，Zhang Chongbo

程東1，張崇波2
Cheng Dong1，Zhang Chongbo2

（1. 北京汽車研究所有限公司整車實驗室，北京 101300；2. 國家汽車質量監(jiān)督檢驗中心（北京順義），北京 101300）

JT/T 1178.1—2018《營運貨車安全技術條件第1部分：載貨汽車》標準已正式實施，標準新增加了對載貨汽車載荷布置標識曲線配備的強制要求。一方面能夠指導車輛生產(chǎn)企業(yè)校核車輛允許裝載的情況，從而改進設計，另一方面可以指導貨運企業(yè)合理裝載，保證車輛運行安全。從標準要求出發(fā)，利用VB 6.0設計了一款程序，能夠根據(jù)載貨車輛參數(shù)繪制出載荷布置標識曲線，簡化了標準中的繪制方法和流程，節(jié)約了繪圖時間，提高了檢測效率和準確度。

載荷布置標識；曲線繪制；程序設計

0 引言

JT/T 1178.1—2018標準實施，對載貨汽車載荷布置標識曲線有強制配置的要求，在依據(jù)標準方法檢測的過程中，利用Excel等軟件進行載荷布置標識曲線繪制較為繁瑣，需要先對曲線進行繪制，然后再判斷截取。通常情況下，標準的載荷布置曲線由5條曲線組成，在某些情況下由于車輛自身設計原因，實際繪制時，個別曲線無交叉；因此，實際的載荷布置曲線可能僅由3或4條曲線組成，人工做法一般是先繪制5條曲線，然后根據(jù)具體情況對5條曲線的相交情況進行判斷，再擦除不符合要求的部分曲線，最終得到載荷布置標識曲線，人工處理過程耗時耗力，在實際工作中，為了簡化繪制流程，節(jié)約時間，利用VB 6.0平臺設計了一款載荷布置標識曲線繪制程序，提高了工作效率。

載荷布置標識曲線是以貨物質心位置為變量（橫坐標）計算最大允許裝載質量（縱坐標）的曲線[1]。貨運企業(yè)在裝載時，可以利用此曲線對載荷進行合理裝載，使車輛軸荷能夠滿足車輛安全運行的軸荷要求，對于減少道路安全事故具有重要意義。

1 載荷布置標識曲線繪制原理

載荷布置標識曲線的繪制主要利用力矩平衡原理，以車輛其中一軸作為支點，計算另一軸上的受力情況，通過變換貨物的實際位置確定最大允許裝載質量。曲線需要滿足前軸、后軸（組）的軸荷不超過設計限值，總質量不超過車輛最大允許總質量，轉向軸、驅動軸（組）的最小載荷滿足設計要求這5個條件。由此可以畫出5條曲線，分別是前軸最大承載限值曲線a、后軸（組）最大承載限值曲線b、最大允許裝載質量限值曲線c，轉向軸最低載荷曲線d以及驅動軸最低載荷曲線e。各條曲線與貨物質心位置的函數(shù)關系為

式中：各變量符號含義均與標準JT/T 1178.1—2018中相同，并增加了車輛最大允許裝載質量max。各變量含義與單位見表1[2]。

表1 參數(shù)定義[2]

2 程序設計

為了方便程序設計，先對設計流程進行梳理，分步進行，流程如圖1所示。

圖1 程序設計流程圖

2.1 界面設計

考慮到載荷布置標識曲線繪制需要較多的車輛參數(shù)，從程序的易用性出發(fā)，便于使用者快速理解各個參數(shù)的含義并將車輛參數(shù)輸入程序，借助VB 6.0的圖形界面將各個參數(shù)在車輛上的位置用圖示的方式標示出來，直接將數(shù)據(jù)填寫至圖示位置即可。程序最終界面如圖2所示。程序界面主要由兩部分組成，輸入端和輸出端，考慮使用習慣，左邊設置為輸入端，即車輛參數(shù)輸入界面，右邊設置為輸出端，即載荷布置曲線界面。由于程序的專用性，只設置兩個命令按鈕，分別對應繪制載荷布置曲線功能和保存曲線的功能。

圖2 程序界面

2.2 程序運行流程

2.2.1 變量定義及賦值

定義各個車輛參數(shù)值的符號和類型，并將輸入的車輛參數(shù)值賦值給各變量。將界面中顯示的各車輛相關參數(shù)定義為single（單精度）類型，便于計算。

2.2.2 坐標軸及網(wǎng)格線繪制

根據(jù)貨箱有效裝載長度和最大允許裝載質量來確定橫、縱坐標軸的最大顯示值，橫坐標最大值max設置為貨箱有效裝載長度，縱坐標最大值max設置為最大允許裝載質量+1，以便顯示曲線完全。利用Line函數(shù)語句繪制橫、縱坐標軸及網(wǎng)格線。

2.2.3 利用分段函數(shù)表示圖形

如圖3所示，假設載荷布置標識曲線上5條曲線a、b、c、d、e都存在，其交點對應的坐標分別為ea、ac、cb、bd，則可以將縱坐標裝載貨物質量的函數(shù)關系式表示為分段函數(shù)，即

2.2.4 利用條件判斷語句確定曲線構成

利用式（1）～（5）可以求出ea、ac、cb、bd的表達式分別為

用If語句對ea、bd進行條件判斷，帶入相關車輛參數(shù)計算得到ea，如果ea<0，即曲線e，a在[0，max]內無交點，則令ea=0，即載荷分布曲線上不存在曲線e；如果帶入相關參數(shù)后求得bd>max，即曲線b，d在[0，max]內無交點，則令bd=max，即載荷分布曲線上不存在曲線d。利用條件判斷語句實現(xiàn)自動判斷，省去了人工繪制方法中先繪圖再根據(jù)具體情況修改擦除曲線的步驟，提高了效率。

2.2.5 曲線繪制和符合性判斷

利用窮舉法以步長0.001繪制載荷布置標識曲線，繪制范圍為[0，max]，得到載荷布置標識曲線，由于標準JT/T 1178.1—2018要求直線段的距離即曲線c宜大于0.2m或貨箱可裝卸長度的10%，可以利用cb和ac的差值來判斷該車載荷分布設計是否完善，如果其差值不符合要求，則輸出“直線段的距離過短，請對車輛設計進行調整”進行提示，然后繪制載荷分布曲線；如果差值符合要求，則直接繪制曲線。

2.2.6 程序優(yōu)化

為了便于使用者操作程序，每個參數(shù)不僅用圖示表達，還添加了參數(shù)提示，點擊每一個參數(shù)名，都會彈出該參數(shù)的含義說明。例如點擊ST參數(shù)，會彈出其詳細說明，如圖4所示。

圖4 參數(shù)提示示例

2.2.7 程序測試

為了驗證程序繪制圖形的準確性，現(xiàn)以兩輛某型載貨汽車為例進行說明，樣車參數(shù)見表2。

表2 某型載貨汽車參數(shù)表

在程序左側輸入兩車輛參數(shù)，點擊繪制載荷布置曲線，均出現(xiàn)提示“直線段的距離過短，請對車輛設計進行調整”，說明車輛載荷分布設計并不完善，有改進的空間。輸入樣車1參數(shù)，程序運行結果如圖5所示，輸入樣車2參數(shù)，程序運行結果如圖6所示。按照標準JT/T 1178.1—2018中方法在Excel中繪制這兩輛樣車的載荷布置曲線，所繪制的曲線未刪除多余線條，并用虛線表示多余線條，與程序運行結果進行比較，如圖7、圖8所示，可以發(fā)現(xiàn)，兩種途徑得到的繪制結果并無差異，程序運行結果準確，通過驗證。測試過程中程序運行流暢，無錯誤提示，很好地完成設計目標，可以作為檢測的輔助手段，提升工作效率。