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轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统

阅读:78发布:2021-12-22

专利汇可以提供轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且轿车白 车身 结构弯扭静 刚度 测试系统,涉及 汽车 白车身 结构弯、扭静刚度测试系统,解决 现有技术 不能实现快速准确的调平白车身,并且在进行弯曲刚度试验时,不方便将前支座总成与地平 铁 工作台 固定,同时无法实现自动调整的问题,包括前悬架约束装置和后悬架约束装置、扭转刚度加载装置、弯曲刚度加载装置和手自一体加载机以及测量装置和 数据采集 处理装置,约束装置用于白车身上前悬架 减振器 和后悬架 弹簧 安装支座处约束固定并对 支撑 高度进行调整,加载装置用于在试验过程中对白车身施加所需要的扭转或弯曲 载荷 ;数据采集处理装置用于采集 力 和位移 信号 并进行处理;本新型采用伺服 电机 施加载荷,工作强度小、加载 精度 高、可靠性好。,下面是轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统专利的具体信息内容。

1.一种轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统,包括对被测试的白车身(7)进行固定的前悬架约束装置(1)和后悬架约束装置(2),对被测试的白车身进行加载的弯曲刚度测量加载装置(3)和扭转刚度测量加载装置以及作为输出装置的手自一体加载机(4),测量装置和数据采集处理装置;所述前悬架约束装置(1)和后悬架约束装置(2)用于对白车身上前悬架减振器和后悬架弹簧安装支座处约束固定,并对白车身支撑高度进行调整,扭转刚度加载装置、弯曲刚度加载装置和手自一体加载机用于对白车身施加所需要的扭转或弯曲载荷;测量装置用于测量施加载荷的大小、车身结构和窗洞口的变形量,以及白车身的支撑高度;数据采集处理装置用于采集弯曲加载力、扭转加载力的传感器信号以及位移信号并进行处理;其特征是,
所述前悬架约束装置(1)包括T型安装架、工字横梁(106)和支撑架;所述的T型安装架包括通过螺栓与地平工作台固定连接的底座(101),并在所述底座(101)上焊接两根平行的垂向梁(102),所述工字横梁(106)设置在两根垂向梁(102)之间,并通过连接轴(103)与垂向梁(102)转动连接;工字横梁(106)下侧两端分别通过两根辅助拉杆(104)在垂向梁(102)两侧与底座(101)铰链连接,所述工字横梁(106)的上侧两端分别通过导向滑安装两个支撑架,并通过螺钉限制导向滑块的滑动;所述的支撑架包括焊接在导向滑块上的方形管(108),方形管(108)的上方通过螺栓安装有螺旋起降机,所述螺旋起降机与前约束盖板(115)配合,约束被测试白车身(7)的前悬架减振塔座;
所述后悬架约束装置(2)包括通过螺栓与地平铁工作台固定连接的安装板(201),在所述安装板(201)上焊接方管立柱(203),并通过加强筋(202)加固,所述方管立柱(203)的上端通过螺栓固定安装螺旋升降机,所述螺旋升降机与后约束盖板(210)配合约束被测试白车身(7)的后悬架弹簧支座,球铰可以根据需要拆除,直接使用螺栓固定连接后悬架弹簧支座;
所述弯曲刚度测量加载装置(3)包括支撑工字梁(301),支撑工字梁(301)下端两侧分别安装有导向限位块(302),通过螺栓将其固定在被试白车身B柱附近的门槛处;导向限位块(302)的上端两侧分别通过焊接支座(305)安装有导向轮(306);还包括一根丝绳(304),钢丝绳一端通过固定座(303)连接在地平铁工作台(6)上,另一端绕过两个导向轮(306)与手自一体加载机(4)连接。
2.根据权利要求1所述的轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统,其特征在于,所述手自一体加载机(4)包括安装支架(401)和螺旋起降机,安装支架(401)通过螺栓固定安装在地平铁工作台(6)上,安装支架(401)上方通过螺栓固定连接螺旋起降机;所述螺旋起降机连接扭转刚度测量加载装置或弯曲刚度测量加载装置。
3.根据权利要求1或2所述的轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统,其特征在于,所述前悬架约束装置(1)、后悬架约束装置(2)以及手自一体加载机(4)中的螺旋起降机的结构相同,其输入端为设置在箱体上的手和伺服电机,螺旋起降机的输出端为丝杠
4.根据权利要求3所述的轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统,其特征在于,在前悬架约束装置(1)中,丝杠通过球铰和前约束盖板(115)配合,约束被测试白车身(7)的前悬架减振塔座,在后悬架约束装置(2)中,丝杠通过球铰和后约束盖板(210)配合,约束被测试白车身(7)的后悬架弹簧支座,在手自一体加载机(4)中丝杠穿出箱体通过铰接件连接力传感器,力传感器另一端通过铰接件连接扭转刚度测量加载装置或弯曲刚度测量加载装置(3)。
5.根据权利要求4所述的轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统,其特征在于,在前悬架约束装置(1)和后悬架约束装置(2)中,所述球铰根据需要拆除,采用螺栓固定连接前悬架减振塔座或采用螺栓固定连接后悬架弹簧支座。
6.根据权利要求1所述的轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统,其特征在于,所述扭转刚度测量加载装置与前悬架约束装置(1)集成一体,将前悬架约束装置(1)中的两根辅助拉杆(104)拆除,在工字横梁(106)一侧通过加载铰接件(107)连接手自一体加载机(4),另一侧连接拉线式位移传感器(5)和行程开关
7.根据权利要求1所述的轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统,其特征在于,所述测量装置包括测量施加载荷大小的力传感器、测量白车身结构变形量、门窗洞口变形量和白车身支撑高度的拉线式位移传感器、起保护作用的行程开关以及信号放大及显示仪表;所述拉线式位移传感器(5)和行程开关集成在一起,用于测量白车身(7)结构变形量和白车身(7)支撑高度的拉线式位移传感器(5)通过螺钉安装在磁性底座上,与地平铁工作台(6)通过磁力固定,拉线端固定在白车身(7)结构上待测位置处;用于测量门窗洞口变形量的拉线式传感器(5)通过螺钉固定在门窗洞口的一个对线处,拉线端固定在门窗洞口相对应的另一个对角线处;用于测量白车身(7)支撑高度的拉线式位移传感器(5)通过螺钉安装在磁性底座上,与地平铁工作台(6)通过磁力固定,测量白车身前部支撑高度的拉线式位移传感器的拉线端固定在前悬架减震塔座处,测量白车身后部支撑高度的拉线式位移传感器的拉线端固定在后悬架弹簧支座处。

说明书全文

轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种汽车白车身结构弯、扭静刚度测试系统,尤其涉及到一种自动调整被试轿车白车身支撑高度的约束装置及自动加载的载荷施加装置。

背景技术

[0002] 轿车白车身结构弯、扭静刚度是评价白车身结构抵抗弯曲和扭转变形的重要技术指标,白车身结构弯、扭静刚度对汽车的NVH性能和操纵稳定性有重要影响。因此,在汽车整车研发过程中,对白车身进行扭转和弯曲刚度的试验分析研究是必不可少的环节。
[0003] 中国专利号CN1405542A的专利文献中公开了一种“轿车白车身结构扭转刚度测试约束与加载装置”,涉及轿车白车身结构扭转刚度测试时用于支撑试验白车身的约束装置和扭转加载装置,该装置操作简便,结构简单,但是需要手动加载,工作强度大,并且未给出扭转度测量方法。
[0004] 中国专利号CN1405545A的专利文献中公开了一种“轿车白车身结构弯曲刚度测试约束与加载装置”,涉及轿车白车身结构弯曲刚度测试时用于支撑被试白车身的约束装置和弯曲加载装置,该装置结构简单,但同样需要手动加载,工作强度较大,并且未涉及白车身高度调整方式和白车身弯曲挠度测量方法。
[0005] 中国专利号CN101281085A的专利文献中公开了一种“轿车白车身结构静刚度测试系统及其检测方法”,涉及白车身结构扭转刚度和弯曲刚度测试时支撑试验白车身的约束装置以及加载装置,该装置通过伺服机构施加载荷,试验工作强度有所降低,但是不能快速准确的调平白车身,并且在进行弯曲刚度试验时,不方便将前支座总成与地平工作台固定。

发明内容

[0006] 针对上述问题,本发明的目的是提供一种通用性强,试验工作强度小,自动化程度高,快捷精准的轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统。
[0007] 一种轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统,包括对被测试的白车身进行固定的前悬架约束装置和后悬架约束装置,对被测试的白车身进行加载的弯曲刚度测量加载装置和扭转刚度测量加载装置以及作为动力输出装置的手自一体加载机,测量装置和数据采集处理装置;所述前悬架约束装置和后悬架约束装置用于对白车身上前悬架减振器和后悬架弹簧安装支座处约束固定,并对白车身支撑高度进行调整,扭转刚度加载装置、弯曲刚度加载装置和手自一体加载机用于对白车身施加所需要的扭转或弯曲载荷;测量装置用于测量施加载荷的大小、车身结构和窗洞口的变形量,以及白车身的支撑高度;数据采集处理装置用于采集弯曲加载力、扭转加载力的传感器信号以及位移信号并进行处理;其特征是,[0008] 所述前悬架约束装置包括T型安装架、工字横梁和支撑架;所述的T型安装架包括通过螺栓与地平铁工作台固定连接的底座,并在所述底座上焊接两根平行的垂向梁,所述工字横梁设置在两根垂向梁之间,并通过连接轴与垂向梁转动连接;工字横梁下侧两端分别通过两根辅助拉杆在垂向梁两侧与底座铰链连接,所述工字横梁的上侧两端分别通过导向滑安装两个支撑架,并通过螺钉限制导向滑块的滑动;所述的支撑架包括焊接在导向滑块上的方形管,方形管的上方通过螺栓安装有螺旋起降机,所述螺旋起降机与前约束盖板配合,约束被测试白车身的前悬架减振塔座;
[0009] 所述后悬架约束装置包括通过螺栓与地平铁工作台固定连接的安装板,在所述安装板上焊接方管立柱,并通过加强筋加固,所述方管立柱的上端通过螺栓固定安装螺旋升降机,所述螺旋升降机与后约束盖板配合约束被测试白车身的后悬架弹簧支座,球铰可以根据需要拆除,直接使用螺栓固定连接后悬架弹簧支座;
[0010] 所述弯曲刚度测量加载装置包括支撑工字梁,支撑工字梁下端两侧分别安装有导向限位块,通过螺栓将其固定在被试白车身B柱附近的门槛处;导向限位块的上端两侧分别通过焊接支座安装有导向轮;还包括一根丝绳,钢丝绳一端通过固定座连接在地平铁工作台上,另一端绕过两个导向轮与手自一体加载机连接。
[0011] 本发明的有益效果:
[0012] 一、本发明包括约束装置、加载装置、测量装置和数据采集处理装置,其中约束装置包括前悬架约束装置和后悬架约束装置,前、后悬架约束装置之间相互独立,可以适用于不同轴距车型的测量,前悬架约束装置通过导向滑块和工字横梁的配合,可以调节左右两支撑架间距,满足不同轿车前悬距要求,通用性强。
[0013] 二、本发明的前悬架约束装置和后悬架约束装置设置有螺旋起降机,通过工控机中白车身高度调节模块和拉线式位移传感器配合,控制伺服电机正反转,可以在不同高度平下快速调平白车身。
[0014] 三、本发明采用伺服电机进行白车身高度调整和施加载荷,控制精度高,同时本发明还可以通过手轮进行手动调节和手动加载,可满足不同使用工况。
[0015] 四、本发明采用拉线式位移传感器测量白车身高度和变形量,测量精度高,并且拉线式位移传感器设有行程开关,防止过载,安全性高。
[0016] 五、本发明数据处理装置的工控机中的测试模块可以通过电机控制器精确控制伺服电机正反转,实现自动加载,数据处理模块可以准确处理测试结果,自动化程度高,降低了试验人员的工作强度,提高了试验效率和精度。附图说明
[0017] 图1为本发明所述的轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统的总的结构示意图;
[0018] 图2为图1去除白车身后结构静刚度测试系统示意图;
[0019] 图3为本发明所述的轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统中前悬架约束装置示意图;
[0020] 图4为图3中前悬架约束装置的主视图;
[0021] 图5为本发明所述的轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统中后悬架约束装置示意图;
[0022] 图6为图5中后悬架约束装置的主视图;
[0023] 图7为采用本发明所述的轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统进行扭转刚度试验时前悬架约束装置示意图;
[0024] 图8为本发明所述的轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统中弯曲刚度加载装置示意图;
[0025] 图9为本发明所述的轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统中手自一体加载机结构示意图;
[0026] 图10为图9中去除箱体后手自一体加载机内部结构示意图;
[0027] 图11为本发明所述的轿车白车身结构弯扭静刚度测试系统中工控机内各模块示意图;

具体实施方式

[0028] 具体实施方式一、结合图1至图11说明本实施方式,轿车白车身结构弯、扭静刚度测试系统中,包括约束装置、加载装置、测量装置和数据采集处理装置,其特征在于:所述约束装置包括对被试白车身7进行约束的前悬架约束装置1和后悬架约束装置2;所述加载装置包括对被试白车身加载的扭转载荷施加装置和弯曲载荷施加装置3,以及作为动力输出装置的手自一体加载机4;所述测量装置包括测量载荷大小的力传感器411、测量白车身结构变形量、门窗洞口变形量和白车身支撑高度的拉线式位移传感器5,以及起保护作用的行程开关;所述数据采集处理装置包括工控机9、数据采集仪10和电机控制器8,工控机内有A/D和D/A接口板,并设有白车身支撑高度调控、刚度测试和数据计算等软件模块。
[0029] 所述约束装置中,前悬架约束装置1包括T型安装架、工字横梁106和支撑架;所述的T型安装架包括一个通过螺栓与地平铁工作台固定连接的底座101,其上平行焊接两根垂向梁102,工字横梁106设置在两根垂向梁102之间,并通过一根连接轴103与垂向梁102转动连接;工字横梁106下侧两端分别通过两根辅助拉杆104在垂向梁102两侧与底座
101铰链连接,上侧两端分别通过导向滑块安装两个支撑架,并通过螺钉限制导向滑块的滑动;所述的支撑架包括一个焊接在导向滑块上的方形管108,上方通过螺栓安装有一个螺旋起降机,其输入端为设置在第一箱体109上的第一手轮110和第一伺服电机111,输出端为第一丝杠113,并焊接有起加强作用的第一导向管112,丝杠穿过导向管;同时丝杠113通过第一球铰114和前约束盖板115配合来约束被试白车身7的前悬架减振塔座,球铰可以根据需要拆除,直接使用螺栓固定连接前悬架减振塔座。
[0030] 所述约束装置中,后悬架约束装置包括一个通过螺栓与地平铁工作台固定连接的安装板201,其上焊接一个方管立柱203,并通过加强筋202加固,方管立柱203上端通过螺栓固定安装一螺旋升降机,其输入端为设置在第二箱体上的第二手轮205和第二伺服电机206,输出端为第二丝杠208,并焊接有起加强作用的第二导向管207,第二丝杠208穿过第二导向管207,通过第二球铰209和后约束盖板210配合来约束被试白车身7的后悬架弹簧支座,第二球铰209可以根据需要拆除,直接使用螺栓固定连接后悬架弹簧支座。
[0031] 所述加载装置中,扭转刚度测量加载装置和前悬架约束装置1集成在一起,将两根辅助拉杆104拆除,在工字横梁106一侧通过加载铰接件107连接手自一体加载机4,另一侧连接拉线式位移传感器5和行程开关。
[0032] 所述的加载装置中,所述弯曲刚度测量加载装置3包括一个支撑工字梁301,其下端两侧分别安装有导向限位块302,通过螺栓将其固定在被试白车身B柱附近的门槛处;其上端两侧分别通过焊接支座305安装有导向轮306;弯曲刚度测量加载装置3还包括一根钢丝绳304,钢丝绳一端通过固定座303连接在地平铁工作台6上,另一端绕过两个导向轮306与手自一体加载机4连接。
[0033] 所述加载装置中,手自一体加载机4包括安装支架401和螺旋起降机,安装支架401通过螺栓固定安装在地平铁工作台6上,安装支架401上方通过螺栓固定连接螺旋起降机的第三箱体403;其内部为蜗轮蜗杆和丝杠螺母机构;螺旋起降机的输入端为设置在箱体上的第三手轮402和第三伺服电机408;第三手轮402和第三伺服电机408连接箱体内通过轴承405安装在第三箱体403上的蜗杆406,它与通过轴承404安装在箱体403上的涡轮407配合连接;涡轮407内部螺纹连接丝杠409,丝杠409穿出箱体通过铰接件410连接力传感器411,力传感器另一端通过铰接件410连接扭转刚度测量加载装置或弯曲刚度测量加载装置。
[0034] 所述测量装置中,拉线式位移传感器5和行程开关集成在一起,用于测量白车身7结构变形量和白车身7支撑高度的拉线式位移传感器5通过螺钉安装在磁性底座上,与地平铁工作台6通过磁力固定,拉线端固定在白车身7结构上待测位置处;用于测量门窗洞口变形量的拉线式传感器5通过螺钉固定在门窗洞口的一个对角线处,拉线端固定在门窗洞口相对应的另一个对角线处;用于测量白车身7支撑高度的拉线式位移传感器5通过螺钉安装在磁性底座上,与地平铁工作台6通过磁力固定,测量白车身前部支撑高度的拉线式位移传感器的拉线端固定在前悬架减震塔座处,测量白车身后部支撑高度的拉线式位移传感器的拉线端固定在后悬架弹簧支座处。
[0035] 所述的数据采集处理装置包括工控机9、数据采集仪10和电机控制器8,工控机9内装有A/D接口91和D/A接口96、信号调理模块92、白车身支撑高度调控模块93、测试模块94和数据计算模块95;A/D接口91用于采集,测量施加载荷的力传感器输出的力信号、测量白车身结构变形量和门窗洞口变形量的拉线位移传感器的位移信号,以及测量白车身支撑高度的拉线式位移传感器的位移信号,并传送至信号调理模块92,通过数据采集仪10进行数据记录;D/A接口板96给电机控制器8输出加载信号,驱动伺服电机调节白车身支撑高度、施加扭转载荷或者弯曲载荷;白车身支撑高度调控模块93通过数据采集仪10获取四个白车身支撑位置的高度信号,根据预设高度值给电机控制器8输出加载信号,驱动前后约束装置中的四个伺服电机调节白车身支撑高度,使其处于水平状态;白车身弯、扭刚度测试模块94根据预设载荷值给电机控制器8输出加载信号,驱动伺服电机对白车身施加弯曲或扭转载荷,通过数据采集仪10采集施加载荷和变形量信号;数据计算模块95根据测试模块94得到的测量数据计算白车身扭转刚度和弯曲刚度,并根据需要生成图表信息,显示试验结果。
[0036] 结合图1和图2说明本实施方式,试验对象为白车身7,前悬架约束装置1在前悬架减震塔座处对白车身7进行约束,后悬架约束装置2在后悬架弹簧支座处对白车身7进行约束;在白车身7前后悬架约束点附近设置四个同一水平面内的安装点,用于连接固定在地平铁工作台6上的拉线式位移传感器5的拉线端;约束白车身7之后,工控机9内的白车身支撑高度调控模块根据拉线式位移传感器数值,通过前后悬架约束装置上的螺旋起降机调整白车身7的支撑高度,使其处于水平状态。所述工控机9通过电机控制器8对手自一体加载机4的伺服电机111发送指令,控制螺旋起降机对白车身7进行加载或卸载,白车身7变形后,力传感器411和拉线式位移传感器5测量的力和位移信号通过数据采集仪10传输给工控机9进行处理;行程开关监控白车身7的扭转状态和弯曲状态,当变形量大于预设限值时,行程开关被触发,通过数据采集仪10给工控机9发送停止加载信号。
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