CN109186901A - 一种汽车拖车钩固定点刚度测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车拖车钩固定点刚度测试方法，属于车辆检测技术领域。具体步骤为，首先将汽车白车身进行约束；然后安装汽车拖车钩固定点刚度测试的加载电动缸作为伺服驱动加载单元；按控制系统的预设加载方案对汽车拖车钩固定点进行拉力加载试验；根据车型不同，汽车拖车钩固定点型号不同，选用不同的加载方案；加载完成后根据采集到的力及位移的数据作出加载过程及卸载过程的力—位移刚度性能曲线，同时得出残余变形量；试验完成后检查设备正常后按照开机顺序的逆序关闭设备。本发明以车身安装固定点静刚度试验台为基础，设计合理的加载方案，能够对汽车拖车钩固定点进行精确的测试，得到汽车拖车钩固定点的准确的刚度性能。

Description

一种汽车拖车钩固定点刚度测试方法

技术领域

本发明涉及一种汽车拖车钩固定点刚度测试方法，属于车辆检测技术领域。

背景技术

在研制出一种新车型或者生产出一种新车时，需要对汽车白车身上的各部件的静刚度做测试，以观察这些部件在受到不同载荷、不同方向的压力和拉力时所发生的变形情况以及所能承受的最大压力和拉力。

汽车的拖车钩是一种应急装置，在汽车抛锚时可以通过拖车钩在其他拖车的帮助下，移动到修理厂或者安全地带。在拖车过程中，拖车钩需要承受较大的拉力，拖车钩的强度影响这拖车和被拖车的安全。因此，需要对新车的拖车钩固定点进行刚度试验。

现有的测量方法中，通过人工读取百分表的数值和绘制挠曲线，工作量大，容易带来人为误差，同时，位移测量系统和应力测量系统完全独立，试验者需要分别测量和处理两类数据，劳动强度大，操作不方便。

现有技术中，已经有了针对与车身安装固定点的静刚度试验台，用于在研车白车身静刚度测试工作，模拟实际工作过程中的约束条件和载荷条件，用于测试车身安装固定点静刚度，也可以用于测试车身外表面钣金件抗凹陷能力，但是现有技术中公开的仅仅是一种试验台，并没有针对于汽车不同部件的具体的刚度测试方法。因此，汽车设计师仍然不能很好的对汽车的重要部位进行刚度测试。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作方便、准确性高的汽车拖车钩固定点刚度测试方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种汽车拖车钩固定点刚度测试方法，使用车身静刚度试验台进行测试；所述车身静刚度试验台包括通过数模输出卡与控制主板连接的伺服驱动加载单元、通过数模输入卡与控制主板连接的位移传感器和力传感器、通过力传感器与伺服驱动加载单元相连接的加载杆、与控制主板连接的控制系统和控制柜、用于垂直加载试验的摇臂加载体，测试时将汽车白车身设置在固定装置上；所述固定装置包具有若干T形安装槽的工作台以及固定在工作台表面的若干车身固定支架；具体包括以下步骤，

步骤1、固定汽车白车身：固定汽车白车身：根据CAE分析时汽车拖车钩固定点刚度试验对汽车拖车钩固定点的的约束要求，调整约束工装，使汽车拖车钩固定点固定约束点与CAE分析保持一致；

步骤2、测试准备：安装汽车拖车钩固定点刚度测试的加载电动缸作为伺服驱动加载单元，根据CAE分析时加载点的位置及数量布置加载电动缸及传感器；

步骤3、进行加载：调整加载部分的位置使加载杆与汽车拖车钩固定点连接；按控制系统的预设加载方案对汽车拖车钩固定点进行拉力加载试验；根据车型不同，汽车拖车钩固定点型号不同，加载方案不同；

步骤4、根据采集到的力及位移的数据作出加载过程的力—位移刚度性能曲线及卸载过程的力—位移刚度性能曲线；同时得出残余变形量；

步骤5、试验完成，检查设备正常后按照开机顺序的逆序关闭设备。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤3中加载时，首先根据加载点的实际位置，在控制系统中填写加载点的位置坐标，由控制系统调整加载电动缸的位置至加载点，加载电动缸前端的加载杆与拖车钩挂接。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤3中加载力逐渐增大，加载过程中力值变化量小于50N/S，加载力最大为4000N～4500N。

本发明技术方案的进一步改进在于：加载过程中以10N/s～15N/s的增量进行加载，加载力每增加500N保持10s，加载力达到最大后保持15s，然后进行卸载。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤4中对照试验数据与标准，判断拖车钩固定点刚度是否满足要求。

本发明技术方案的进一步改进在于：从变形量曲线是否有突变来判定拖车钩固定点刚度分布是否合适，如果有突变说明拖车钩固定点刚度分布较差。

本发明技术方案的进一步改进在于：拖车钩固定点满足试验要求的标准是在加载过程中最大位移不应超过15mm，卸载后残余变形量不应大于5mm。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤4中的力—位移刚度性能曲线由控制系统生成，力—位移刚度性能曲线坐标范围设置中，变形量设置为汽车拖车钩固定点刚度试验中传感器可能产生位移的范围。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述车身固定支架通过T形螺栓固定在工作台上。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：

本发明以车身安装固定点静刚度试验台为基础，设计了合理的加载方案，采用分级逐步加载的方式，加载力每增加500N保持一端时间；该加载方案能够对汽车拖车钩固定点进行精确的测试，从而能够得到汽车拖车钩固定点的准确的刚度性能。

本发明的测试方法将加载力的最大值设置为4000N～500N并且保持20s，能够测试拖车挂钩在极限情况下的刚度，从而得到拖车钩的极限刚度，最终保证拖车钩使用时的安全。

本发明自动化程度高，便于操控，测量准确，能够得到汽车拖车钩的准确真实的刚度性能数据，能够保证拖车钩使用的安全，还能为技术人员对汽车改进提供科学依据。

附图说明

图1是本发明进行试验时的示意图；

图2是试验后得到的力—位移刚度性能曲线；

其中，1、工作台，2、加载电缸，3、加载杆，4、挂钩，5、拖车钩，6、车身固定支架。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明：

本发明公开了一种汽车拖车钩固定点刚度测试方法，该测试方法以车身静刚度试验台为基础，设计了专门针对于汽车拖车钩固定点的刚度测试方法。具体如下：

一种汽车拖车钩固定点刚度测试方法，使用车身安装固定点静刚度试验台进行测试；所述车身安装固定点静刚度试验台包括通过数模输出卡与控制主板连接的伺服驱动加载单元、通过数模输入卡与控制主板连接的位移传感器和力传感器、通过力传感器与伺服驱动加载单元相连接的加载杆、与控制主板连接的控制系统和控制柜、用于进行加载的水平加载体，测试时将车身设置在固定装置上；所述固定装置包具有若干T形安装槽的工作台1以及固定在工作台1表面的若干车身固定支架6。为了适应于对拖车钩的加载，在加载杆3端部设置挂钩4，在试验是将挂钩4与拖车钩5保持挂接，进而进行力的加载。

本发明中，车身固定支架6优先的是通过T形螺栓固定在工作台1上的。

本发明的汽车拖车钩固定点刚度测试方法，具体包括以下步骤，

步骤1、固定汽车白车身：根据CAE分析时汽车拖车钩固定点刚度试验对汽车拖车钩固定点的的约束要求，调整约束工装，使汽车拖车钩固定点固定约束点与CAE分析保持一致。因为在汽车研制时，设计人员通常使用CAE软件进行仿真试验，在此将保持实际测试与仿真试验的参数一致。

步骤2、测试准备：安装汽车拖车钩固定点刚度测试的加载电动缸作为伺服驱动加载单元，根据CAE分析时加载点的位置及数量布置加载电动缸及传感器。此步骤要进行加载电缸2的选取，加载电缸2是水平加载体产生加载力的部件，加载电缸2的最大加载力需要大于预设的最大加载力的值。该进行汽车拖车钩固定点刚度测试时，通常最大的加载力取4000N，选取最大加载力为5000N的加载电缸。

步骤3、进行加载；首先调整加载部分的空间位置使加载杆与汽车拖车钩固定点连接；然后按控制系统的预设加载方案对汽车拖车钩固定点进行拉力加载试验；根据车型不同，汽车拖车钩固定点型号不同，加载方案不同。具体的是使加载电缸2带动加载杆3对拖车钩5进行拉力加载；步骤3中加载力逐渐增大，加载过程中力值变化量小于50N/S，加载力最大为4000N～4500N。在加载过程中，优先的，保持加载力的增量为10N/s～15N/s。考虑到拖车挂钩一旦使用需要承受较大的拉力，为了更加真实的模拟实际状况，将加载力的最大值设置为4000N～4500N并且保持20s，然后进行卸载，这样能够测试拖车挂钩在极限情况下的刚度。步骤3中的加载方案能够实现对于拖车钩的刚度性能的真实测试。步骤3中加载时，首先根据加载点的实际位置，在控制系统中的控制界面中填写加载点的位置坐标，由控制系统调整加载电动缸的位置至加载点，加载电动缸前端的加载杆与拖车钩挂接。

上述加载方案不同指的是具体的加载力增量以及最大加载力的不同，需要根据汽车的车型以及拖车钩的型号进行具体的设置。加载方案可以由技术人员预先设置进控制系统中，在需要使用是，按汽车成型进行选取。

步骤4、根据采集到的力及位移的数据作出加载过程的力—位移刚度性能曲线及卸载过程的力—位移刚度性能曲线；同时得出残余变形量。具体的是对照试验数据与标准，判断拖车钩固定点刚度是否满足要求；优先地，可以从变形量曲线是否有突变来判定拖车钩固定点刚度分布是否合适，如果有突变说明拖车钩固定点刚度分布较差。拖车钩固定点满足试验要求的标准是在加载过程中最大位移不应超过15mm，卸载后残余变形量不应大于5mm。力—位移刚度性能曲线可以由控制系统的软件自动生成，需要预先在控制系统中设置力—位移刚度性能曲线的横轴以及横轴坐标范围，纵轴以及纵轴坐标范围。

步骤5、试验完成，检查设备正常后按照开机顺序的逆序关闭设备。

下面是使用该测试方法进行测试的具体实施例：

首先在测试前需要准备好车身安装固定点静刚度试验台并完成试验台的测试工作，保证试验台能够正常工作。该试验台包括通过数模输出卡与控制主板连接的伺服驱动加载单元、通过数模输入卡与控制主板连接的位移传感器和力传感器、通过力传感器与伺服驱动加载单元相连接的加载杆、与控制主板连接的控制系统和控制柜、用于进行加载的水平加载体。该试验台具有控制系统能够进行力的数据和位移数据的采集。

测试时先将汽车车身固定在固定装置上然后进行加载。所述固定装置包括包具有若干T形安装槽的工作台1以及固定在工作台1表面的若干车身固定支架6。试验中，车身固定支架6设置4个，四个车身固定支架6使用T形螺栓固定在工作台上。

为了适应于对拖车钩5的加载，在加载杆3端部设置挂钩4，在试验时将挂钩4与拖车钩5保持挂接，进而进行力的加载。

图1所示的是，在进行加载试验时的示意图，在将试验台及固定装置准备完毕后即可开始进行汽车拖车钩固定点刚度试验，具体包括以下步骤，

步骤1、固定汽车白车身：根据CAE分析时汽车拖车钩固定点刚度试验对汽车拖车钩固定点的的约束要求，调整约束工装，使汽车拖车钩固定点固定约束点与CAE分析保持一致。

步骤2、测试准备：安装汽车拖车钩固定点刚度测试的加载电动缸作为伺服驱动加载单元，根据CAE分析时加载点的位置及数量布置加载电动缸及传感器。此步骤中预计的最大加载力为4000～4500N，故选取最大加载力为5000N的加载电缸。

步骤3、进行加载；调整加载部分的位置使加载杆与汽车拖车钩固定点连接；使加载电缸2带动加载杆3对拖车钩5进行拉力加载；加载力从0N逐步增大到到4000N，在加载过程中，保持加载力的增量为10N/s，允许有波动，确保加载力的增量小于50N/s，如果大于该值立即停止加载，调整加载电缸至正常的加载状态。加载力为1000N、1500N、2000N、2500N、3000N、3500N时保持10s，在达到最大加载力4000N时保持20s。然后进行卸载，卸载时按加载力10N/s的减量进行。

步骤4、根据采集到的力及位移的数据由控制系统的软件作出加载过程的力—位移刚度性能曲线及卸载过程的力—位移刚度性能曲线；同时得出残余变形量。对照试验数据与标准，判断拖车钩固定点刚度是否满足要求。按规定，拖车钩固定点满足试验要求的标准是在加载过程中最大位移不应超过15mm，卸载后残余变形量不应大于5mm。该试验步骤中在生成曲线前在控制系统中设置力—位移刚度性能曲线的横轴为位移以及横轴坐标范围最大为14mm，纵轴为加载力以及纵轴坐标范围最大为5000N。

图2所示的是该次试验中得到的力—位移刚度性能曲线，其中左侧曲线表示的是加载过程中的力—位移刚度性能曲线；右侧曲线表示的是卸载过程中的力—位移刚度性能曲线。图2中显示的最大位移为12.8mm，卸载后参与变形量为0.6mm，符合要求。并且曲线没有突变，说明该拖车钩刚度较好。

本发明的车身安装固定点静刚度试验台的控制系统可以开发专门的控制软件，在软件中针对于不同的车型预先设定不同的加载方案，在进行测试时，根据车型选用对应的加载方案，由控制系统控制加载部分自动进行加载。试验台的数据采集部分能够实时接收力传感器和位移传感器的数据并进行显示，方便工作人员进行实时监控以及调整。

本发明的测试方法采用分级逐步加载的方式，首先根据拖车钩的使用情况设置最大加载力为4000N～4500N，设计加载力增量为10N～15N，充分模拟了拖车钩的使用状态；在加载力每增加500N保持一端时间并且在达到最大加载力时保持也保持一端时间；该加载方案能够充分的实现对于汽车拖车钩固定点的刚度测试，为其改进提供试验依据。

本发明以车身安装固定点静刚度试验台为基础，设计了合理的加载方案，能够对汽车拖车钩固定点进行精确的测试，从而能够得到汽车拖车钩固定点的准确的刚度性能。

Claims (9)

1.一种汽车拖车钩固定点刚度测试方法，使用车身静刚度试验台进行测试；所述车身静刚度试验台包括通过数模输出卡与控制主板连接的伺服驱动加载单元、通过数模输入卡与控制主板连接的位移传感器和力传感器、通过力传感器与伺服驱动加载单元相连接的加载杆、与控制主板连接的控制系统和控制柜、用于垂直加载试验的摇臂加载体，其特征在于：测试时将汽车白车身设置在固定装置上；所述固定装置包具有若干T形安装槽的工作台以及固定在工作台表面的若干车身固定支架；

具体包括以下步骤，

步骤1、固定汽车白车身：根据CAE分析时汽车拖车钩固定点刚度试验对汽车拖车钩固定点的的约束要求，调整约束工装，使汽车拖车钩固定点固定约束点与CAE分析保持一致；

步骤2、测试准备：安装汽车拖车钩固定点刚度测试的加载电动缸作为伺服驱动加载单元，根据CAE分析时加载点的位置及数量布置加载电动缸及传感器；

步骤3、进行加载：调整加载部分的位置使加载杆与汽车拖车钩固定点连接；按控制系统的预设加载方案对汽车拖车钩固定点进行拉力加载试验；根据车型不同，汽车拖车钩固定点型号不同，加载方案不同；

步骤4、根据采集到的力及位移的数据作出加载过程的力—位移刚度性能曲线及卸载过程的力—位移刚度性能曲线；同时得出残余变形量；

步骤5、试验完成，检查设备正常后按照开机顺序的逆序关闭设备。

2.根据权利要求1所述的一种汽车拖车钩固定点刚度测试方法，其特征在于：步骤3中加载时，首先根据加载点的实际位置，在控制系统中填写加载点的位置坐标，由控制系统调整加载电动缸的位置至加载点，加载电动缸前端的加载杆与拖车钩挂接。

3.根据权利要求1所述的一种汽车拖车钩固定点刚度测试方法，其特征在于： 步骤3中加载力逐渐增大，加载过程中力值变化量小于50N/S，加载力最大为4000N～4500N。

4.根据权利要求3所述的一种汽车拖车钩固定点刚度测试方法，其特征在于：加载过程中以10N/s～15N/s的增量进行加载，加载力每增加500N保持10s，加载力达到最大后保持15s，然后进行卸载。

5.根据权利要求1～4任一项所述的一种汽车拖车钩固定点刚度测试方法，其特征在于：步骤4中对照试验数据与标准，判断拖车钩固定点刚度是否满足要求。

6.根据权利要求5所述的一种汽车拖车钩固定点刚度测试方法，其特征在于：从变形量曲线是否有突变来判定拖车钩固定点刚度分布是否合适，如果有突变说明拖车钩固定点刚度分布较差。

7.根据权利要求6所述的一种汽车拖车钩固定点刚度测试方法，其特征在于：拖车钩固定点满足试验要求的标准是在加载过程中最大位移不应超过15mm，卸载后残余变形量不应大于5mm。

8.根据权利要求1所述的一种汽车拖车钩固定点刚度测试方法，其特征在于：步骤4中的力—位移刚度性能曲线由控制系统生成，力—位移刚度性能曲线坐标范围设置中，变形量设置为汽车拖车钩固定点刚度试验中传感器可能产生位移的范围。

9.根据权利要求1所述的一种汽车拖车钩固定点刚度测试方法，其特征在于：所述车身固定支架通过T形螺栓固定在工作台上。