CN105510047A - 一种轿车摆臂道路模拟试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种轿车摆臂道路模拟试验装置,包括副车架、副车架安装支架、摆臂、复合加载工装、加载二力杆、伺服缸、反力架、eDAQ数据采集器、计算机控制***。副车架安装支架可上、下调节副车架安装位置,摆臂的两衬套按实车状态安装在副车架上,摆臂球销端安装在复合加载工装上。复合加载工装通过加载二力杆与伺服缸相连,伺服缸通过反力架固定在地面平板上,反力架可实现伺服缸安装位置上、下调节。eDAQ数据采集器采集摆臂应变信号并反馈至计算机控制***,计算机控制***控制伺服缸对摆臂进行加载。该装置成功将摆臂所受水平力分解成垂直两方向力,实现对摆臂绝对水平力的加载,从而进行摆臂道路模拟试验。

Description

一种轿车摆臂道路模拟试验装置
技术领域
本发明属于汽车工业工程技术领域,特别涉及一种轿车摆臂道路模拟试验装置,主要用于模拟摆臂在整车路试时的受力,通过在试验台上进行摆臂道路模拟试验,以评价或验证摆臂耐久性,应用于整车开发零部件验证。
背景技术
在整车开发零部件验证阶段,摆臂作为底盘关键零部件,其耐久性需得到及时、有效的验证。传统的试验场道路试验由于周期长、费用高,且零部件开发阶段往往没有整车,其适用性很有限。因此一般选择台架试验,台架试验分为等幅波试验、八级谱试验和道路模拟试验,等幅波和八级谱试验在试验参数合理、准确的情况下,可以达到验证摆臂疲劳强度的目的。然而合理、准确试验参数的参数往往不易得到,所以室内台架道路模拟试验成为目前耐久性验证一种趋势,它不仅准确、可靠,而且验证效率高,成本低。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种轿车摆臂道路模拟试验装置,用于模拟摆臂在整车路试时的受力,评价、验证摆臂耐久性。为整车开发中零部件设计提供依据,也可作为虚拟疲劳分析对标的目标。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明技术方案如下:
一种轿车摆臂道路模拟试验装置,包括按实车状态安装在副车架上的摆臂,还包括副车架安装支架、复合加载工装和两个加载机构,副车架安装在副车架安装支架上,所述复合加载工装上安装有摆臂安装夹具,所述摆臂球销与摆臂安装夹具连接,两个加载机构与复合加载工装连接,实现对摆臂水平受力的加载,且两个加载机构加载力的方向垂直。
采用上述结构,将摆臂按实车状态安装在副车架上,副车架、摆臂、复合加载工装和加载机构基本处于同一高度,通过两个加载机构将摆臂球销所受水平力解耦成两垂直方向力,实现伺服缸对摆臂水平方向加载。从而模拟摆臂在整车路试时的受力,便于评价、验证摆臂耐久性。
作为优选:所述复合加载工装包括底座、安装在底座上的水平导向装置和安装在水平导向装置上的加载夹具,所述加载夹具能够通过水平导向装置在水平面上沿两个相互垂直的方向移动。
作为优选:所述加载夹具包括底板和两个相互垂直的侧板,两个侧板的外侧各有一个连接叉,每个连接叉与一个加载机构相连,所述摆臂安装夹具固定于两个侧板的内侧。
作为优选:所述水平导向装置包括两层垂直的直线导轨,底层直线导轨安装在底座上,上层直线导轨固定于底层直线导轨的滑块上。
作为优选:所述加载机构包括反力架、伺服缸和加载二力杆,所述反力架固定在地面平板上,所述复合加载工装通过加载二力杆与伺服缸相连,伺服缸固定在反力架上。
作为优选:所述反力架包括支撑座以及竖直安装在支撑座上的导轨和丝杆,丝杆和滑轨上架设有连接板,连接板与伺服缸安装底座相连。
作为优选:所述加载二力杆包括连杆以及连接在连杆两端的关节轴承。
作为优选:所述副车架安装支架为4个,每个副车架安装支架包括开槽支架和安装叉,所述开槽支架上沿竖直方向分布有多个安装孔,所述安装叉上开设有与安装孔对应的连接孔,实现上下位置调节。
作为优选:还包括eDAQ数据采集器和计算机控制***,所述摆臂球销上贴有测X向弯矩和Y向弯矩的两组应变片,所述应变片与eDAQ数据采集器通过导线连接,所述eDAQ数据采集器采集并输出的应变信号以及加载机构拉力和位移信号均反馈至控算机控制***,所述算机控制***与所述加载机构建立有通信,并控制加载机构进行加载。
本发明,副车架安装支架将副车架安装固定在地面平板上,并可上、下调节副车架安装位置。摆臂样品的两衬套按实车状态安装在副车架上,摆臂球销端安装在复合加载工装上。复合加载工装通过加载二力杆与伺服缸相连,通过支撑架固定在地面平板上。伺服缸通过反力架固定在地面平板上。所述复合加载工装一方面固定摆臂球销,一方面与加载二力杆相连。成功将摆臂球销所受水平力解耦成两垂直方向力,实现伺服缸对摆臂的水平方向加载。反力架可实现伺服缸安装位置上、下调节。eDAQ数据采集器采集摆臂应变信号,并输出给计算机控制器***作为反馈信号。计算机控制***控制伺服缸对摆臂进行加载。
如上所述,本发明的有益效果是:
(1)该装置成功将摆臂所受水平力分解成垂直两方向力,通过两垂直伺服缸进行加载。
(2)该装置复合加载工装,实现对摆臂绝对水平力的加载。试验频率可达到50Hz,满足试验场强化耐久路面所有工况。
(3)该装置实现了摆臂道路模拟试验,迭代精度达到5%以下,更加准确、高效的评价摆臂耐久性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明结构部分的俯视图;
图3为本发明中复合加载工装的结构示意图;
图4为图3的俯视图;
图5本发明中反力架的结构示意图;
图6为图5的侧视图;
图7为本发明中副车架安装支架的结构示意图;
图8为图7的侧视图;
图9为本发明中加载二力杆的结构示意图。
零件标号说明
1副车架
2副车架安装支架
21开槽支架
22安装叉
3摆臂
4反力架
41支撑座
42丝杆
43导轨
44连接板
5伺服缸
6加载二力杆
61连杆
62关节轴承
7复合加载工装
71底座
72底层直线导轨
73上层直线导轨
74底板
75侧板
76连接叉
8摆臂安装夹具
9eDAQ数据采集器
10计算机控制***
11支撑架
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
如图1至图4所示,一种轿车摆臂道路模拟试验装置,包括按实车状态安装在副车架1上的摆臂3,还包括副车架安装支架2、复合加载工装7和两个加载机构,副车架安装支架2将副车架1安装固定在地面平板上,并可上、下调节副车架1的安装位置。复合加载工装7和加载机构分别安装在支撑架11上,复合加载工装7上安装有摆臂安装夹具8,摆臂球销与摆臂安装夹具8连接,两个加载机构与复合加载工装7连接,实现对摆臂3水平受力的加载,且两个加载机构加载力的方向垂直。
进一步如图3和图4所示,本例中,复合加载工装7包括底座71、安装在底座71上的水平导向装置和安装在水平导向装置上的加载夹具,底座71通过压块、地脚螺栓等固定在支撑架11上。所述复合加载工装7一方面固定摆臂球销,一方面与加载二力杆6相连,将摆臂球销所受水平力解耦成两垂直方向力,实现对摆臂3的水平方向加载。
水平导向装置包括两层垂直的直线导轨,底层直线导轨72通过焊接固定在底座71上,上层直线导轨73与底板74通过焊接固定。加载夹具能够通过水平导向装置在两个相互垂直的水平方向上移动。实现复合加载工装7只有三个自由度,即在水平面上的自由滑动。
所述加载夹具包括底板74和两个相互垂直的侧板75,两个侧板75的外侧均有一个连接叉76,每个连接叉76与一个加载机构相连,本例中连接叉76为一对支耳,支耳上开设有销孔,复合加载夹具体中间为摆臂安装夹具8,摆臂安装夹具8通过螺栓与加载夹具两侧面相连。
所述加载机构包括反力架4、加载二力杆6和伺服缸5,所述反力架4固定在地面平板上,所述复合加载工装7通过加载二力杆6与伺服缸5相连,伺服缸5与反力架4连接。如图9所示,加载二力杆6包括连杆61以及连接在连杆61两端的关节轴承62。连杆61的关节轴承62与支耳通过销轴活动连接。
如图5和图6所示,所述反力架4包括支撑座41以及竖直安装在支撑座41上的导轨43和丝杆42,丝杆42和滑轨上架设有连接板44,连接板44与伺服缸5安装底座相连。
如图7和图8所示,所述副车架安装支架2包括开槽支架21和安装叉22,所述开槽支架21上沿竖直方向分布有多个安装孔,所述安装叉22上开设有与安装孔对应的连接孔,实现伺服缸5安装位置的上、下调节,以适应不同高度。
本发明还包括eDAQ数据采集器9和计算机控制***10,摆臂球销上贴有测X向弯矩和Y向弯矩的两组应变片,应变片与eDAQ数据采集器9通过导线连接,所述eDAQ数据采集器9采集并输出的应变信号、伺服缸力和位移信号均反馈至计算机控制***,计算机控制***与所述加载机构建立有通信,并控制加载机构进行加载。
本发明的工作原理如下:
摆臂球销上贴有测X向弯矩和Y向弯矩的两组应变片。试验前在试验场已按试验场规范进行载荷谱采集。将所采集载荷谱输入计算机作为目标信号,在台架上将摆臂3应变信号通过eDAQ数据采集器9接入计算机控制***10作为反馈信号。运用MTSRPC软件通过迭代实现反馈信号与目标信号一致,并生成驱动信号。MTSMPT软件控制伺服缸5按驱动信号对摆臂3进行加载,开始耐久试验。
上述实施方式仅是用于说明本发明专利,不是对本发明专利的限制,在本发明专利的构思前提下对本发明专利的改进,都属于本发明专利权利要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种轿车摆臂道路模拟试验装置,其特征在于:包括按实车状态安装在副车架上的摆臂,还包括副车架安装支架、复合加载工装和两个加载机构,副车架安装在副车架安装支架上,所述复合加载工装上安装有摆臂安装夹具,所述摆臂球销与摆臂安装夹具连接,两个加载机构与复合加载工装连接,实现对摆臂水平受力的加载,且两个加载机构加载力的方向垂直。
2.根据权利要求1所述的一种轿车摆臂道路模拟试验装置,其特征在于:所述复合加载工装包括底座、安装在底座上的水平导向装置和安装在水平导向装置上的加载夹具,所述加载夹具能够通过水平导向装置在水平面上沿两个相互垂直的方向移动。
3.根据权利要求2所述的一种轿车摆臂道路模拟试验装置,其特征在于:所述加载夹具包括底板和两个相互垂直的侧板,两个侧板的外侧各有一个连接叉,每个连接叉与一个加载机构相连,所述摆臂安装夹具固定于两个侧板的内侧。
4.根据权利要求2所述的一种轿车摆臂道路模拟试验装置,其特征在于:所述水平导向装置包括两层垂直的直线导轨,底层直线导轨安装在底座上,上层直线导轨固定于底层直线导轨的滑块上。
5.根据权利要求1所述的一种轿车摆臂道路模拟试验装置,其特征在于:所述加载机构包括反力架、伺服缸和加载二力杆,所述反力架固定在地面平板上,所述复合加载工装通过加载二力杆与伺服缸相连,伺服缸固定在反力架上。
6.根据权利要求5所述的一种轿车摆臂道路模拟试验装置,其特征在于:所述反力架包括支撑座以及竖直安装在支撑座上的导轨和丝杆,丝杆和滑轨上架设有连接板,连接板与伺服缸安装底座相连。
7.根据权利要求5所述的一种轿车摆臂道路模拟试验装置,其特征在于:所述加载二力杆包括连杆以及连接在连杆两端的关节轴承。
8.根据权利要求1所述的一种轿车摆臂道路模拟试验装置,其特征在于:所述副车架安装支架为4个,每个副车架安装支架包括开槽支架和安装叉,所述开槽支架上沿竖直方向分布有多个安装孔,所述安装叉上开设有与安装孔对应的连接孔,实现上下位置调节。
9.根据权利要求1所述的一种轿车摆臂道路模拟试验装置,其特征在于:还包括eDAQ数据采集器和计算机控制***,所述摆臂球销上贴有测X向弯矩和Y向弯矩的两组应变片,所述应变片与eDAQ数据采集器通过导线连接,所述eDAQ数据采集器采集并输出的应变信号以及加载机构拉力和位移信号均反馈至控算机控制***,所述算机控制***与所述加载机构建立有通信,并控制加载机构进行加载。
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