CN106092552B - 汽车纵置复合材料板簧性能测试装置 - Google Patents

汽车纵置复合材料板簧性能测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及车辆零部件性能测试领域，尤其涉及一种板簧性能测试装置。一种汽车纵置复合材料板簧性能测试装置，包括一基板；一待测试板簧；对称设置在基板顶面两侧的一对导轨；一对设置在导轨上且与导轨构成移动副的滑动件，导轨与滑动件之间设置有相配合的位移测量装置；安装在滑动件上的支撑部件支撑待测试板簧，载荷加载***的输出杆通过夹板连接在待测试板簧的中部，输出杆的中轴线垂直于测试基准面。本发明通过测量板簧的横向位移，利用弦长修正板簧刚度，能更加全面的测试复合材料板簧的性能；利用板簧自重使用一对简单的V形支撑块即实现了对板簧的定位，不但结构简单，而且通用性好，特别使得各向承载能力不均的复合材料板簧的测试需要。

Description

汽车纵置复合材料板簧性能测试装置
技术领域
本发明涉及车辆零部件性能测试领域，尤其涉及一种板簧性能测试装置。
背景技术
树脂基复合材料具有比强度高、比弹性能大、耐腐蚀、材料性能可设计等优点。这些特性既可以满足汽车用板簧对材料的性能要求，又能达到减轻重量的效果，因此在汽车工业中使用复合材料板簧具有广阔的应用前景。
但是，现有复合材料板簧在制造时是通过铺层工艺加工的,这种方式决定了板簧各个方向性能的不一致，与普通钢板弹簧材料的各向同性有很大差别，现有的钢板弹簧测试工装大多是通过竖向的位移和载荷得到板簧的刚度，这种测试方式用于评价测试复合材料板簧的性能并不全面。
经检索，发现对复合材料板簧试验方面的技术主要有：
由CN 102735411 A 公开了一种汽车横置复合材料板簧静态刚度测试装置及测试方法，其中所述的复合材料板簧是横置类型，板簧的厚度为等厚结构，载荷施加点为两点施加。
由CN 105466703 A 公开了一种钢板弹簧的耐疲劳冲击试验台，主要是对钢板弹簧进行耐疲劳冲击试验。由于钢板弹簧在受力过程中弦长变化小，无需对板簧的中心距进行检测，而复合材料板簧在受力过程中弦长变化大，弦长的变化对对板簧的寿命以及吊耳工作角度有较大的影响。所以此专利中的钢板弹簧的耐疲劳冲击试验台，缺乏对汽车纵置复合材料板簧在受力过程中的弦长变化检验。
1、现有板簧的刚度和疲劳测试装置主要针对于钢板弹簧和横置复合材料板簧。针对汽车纵置复合材料板簧刚度和疲劳测试工装的技术不足，无法有效的测试纵置复合材料板簧垂向刚度和疲劳寿命；
2、现有板簧的刚度和疲劳测试装置无法精确测板簧在试验过程中的吊耳中心距的变化值，不适合全方位测试复合材料板簧刚度的需要；
3、测试工装大多通用性差，只能针对特定型号的板簧进行一一对应的测量工作，增加了板簧的研发、检修、维护成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种纵置复合材料板簧性能测试装置，该装置通过测量板簧的横向位移，利用弦长修正板簧刚度，能更加全面的测试复合材料板簧的性能，不但结构简单，而且通用性好，特别使得各向承载能力不均的复合材料板簧的测试需要。
本发明是这样实现的：一种汽车纵置复合材料板簧性能测试装置，包括：
一基板，所述基板的顶面为测试基准面；
一待测试板簧；
对称设置在基板顶面两侧的一对导轨；
一对设置在导轨上且与导轨构成移动副的滑动件，所述导轨与滑动件之间设置有相配合的位移测量装置；
安装在滑动件上的支撑部件；
所述待测试板簧的两端分别定位在一支撑部件上，载荷加载***的输出杆通过夹板连接在待测试板簧的中部，所述输出杆的中轴线垂直于测试基准面。
所述位移测量装置包括指针和标尺，所述标尺设置在基板侧边，标尺的轴线与导轨平行，所述指针设置在滑动件上，指针指向标尺。
所述滑动件的两端还设置有限位架，限位架上设置有与导轨平行的腰形导向孔，所述腰形导向孔内设置有固定在基板上的限位螺钉，腰形导向孔与限位螺钉构成移动副。
所述的限位架为L形支架，L形支架的侧边固定安装在滑动件的端面上，L形支架的底面与测试基准面贴合。
所述的支撑部件为V形支撑块，所述待测试板簧通过两端卷耳内的连接销定位在V形支撑块上。
所述滑动件为小车，小车通过车轮与导轨相配合。
所述载荷加载***为伺服液压驱动装置。
本发明汽车纵置复合材料板簧性能测试装置通过测量板簧的横向位移，利用弦长修正板簧刚度，能更加全面的测试复合材料板簧的性能；利用板簧自重使用一对简单的V形支撑块即实现了对板簧的定位，不但结构简单，而且通用性好，特别使得各向承载能力不均的复合材料板簧的测试需要。
附图说明
图1为本发明汽车纵置复合材料板簧性能测试装置的主视示意图；
图2为本发明汽车纵置复合材料板簧性能测试装置的立体示意图。
图中：1基板、2待测试板簧、3导轨、4滑动件、5支撑部件、6载荷加载***、7输出杆、8夹板、9指针、10标尺、11限位架、12腰形导向孔、13限位螺钉、14卷耳、15连接销、16控制器。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
如图1、2，一种汽车纵置复合材料板簧性能测试装置,包括一基板1和一待测试板簧2，所述基板1的顶面为测试基准面，基板1的顶面两侧对称设置有一对导轨3，导轨3上设置有一对滑动件4，所述滑动件4上固定有用于定位待测试板簧2端部的支撑部件5，所述导轨3与滑动件4之间构成移动副且设置有相配合的位移测量装置，通过位移测量装置能够测到板簧两端的位移量；
用于对待测试板簧2加压用的载荷加载***6的输出杆7通过夹板8连接在待测试板簧2的中部，所述输出杆7的中轴线垂直于测试基准面，通过输出杆7对待测试板簧2施加压力测得板簧垂向刚度及疲劳测试；
在本发明中，所述位移测量装置包括指针9和标尺10，所述标尺10设置在基板1侧边，标尺10的轴线与导轨3平行，所述指针9设置在滑动件4上，指针9指向标尺10；为了避免在移动过程中滑动件4脱出导轨3，所述滑动件4的两端还设置有限位架11，限位架11上设置有与导轨3平行的腰形导向孔12，所述腰形导向孔12内设置有固定在基板1上的限位螺钉13，腰形导向孔12与限位螺钉13构成移动副。
在本实施例中，所述的限位架11为L形支架，L形支架的侧边固定安装在滑动件4的端面上，L形支架的底面与测试基准面贴合。
另外，在本实施例中，为了提高本测试装置的通用性，所述的支撑部件5为V形支撑块，所述待测试板簧2通过两端卷耳14内的连接销15定位在V形支撑块上；这种支撑方式利用待测试板簧2的自重即可稳固的定位板簧，无需其他锁紧部件，同时因为支撑部件5为独立部件，即便该板簧端部形状尺寸特殊，通过更换相应的支撑部件5即可实现板簧的定位，整个测试装置主体部件无需变动，大大提高了装置的通用性。
考虑到测试装置使用方便的因素，所述滑动件4为小车，小车底部的车轮设置有限位凸缘，小车通过车轮上的限位凸缘与导轨3相配合即可构成移动副，小车还可以随意取下和摆放到导轨3上，相对于常规的滑槽使配合，不但装配更加便利，还降低了滑动配合的摩擦力，变为车轮与轨道的滚动摩擦，提高了测量精度。
在本发明中，为进行板簧垂向刚度测试和疲劳测试，所述载荷加载***6为伺服液压驱动装置，伺服液压驱动装置由控制器16进行控制，且自带有位于传感器和压力传感器。
需要特别说明的是，为了保证测试数据的可对比性和精确性；本装置在装配时，夹板8夹装在待测试板簧2中部的夹紧力需要定量控制，通常夹板8为一对夹装在待测试板簧2中部的上下表面，一对夹板8通过四个螺栓夹紧，针对不同的待测试板簧2需要不同的夹紧力矩，该夹紧力矩通过扭力扳手精确控制。
本汽车纵置复合材料板簧性能测试装置的测试步骤如下：
1)将汽车纵置复合材料板簧的中部用上下夹板夹持，并用规定的力矩打紧螺栓，上夹板与输出杆相连，根据载荷加载***的类型在输出杆上设置限位块和载荷连接块，载荷连接块与液压机固定连接；
2)汽车纵置复合材料板簧两端卷耳安装对应的连接销；
3)导轨通过螺栓固定在带有标尺的金属基板上，此导轨供带有指针的小车运动，起导向作用；
4)安装L形支架限定指针的小车的运动范围；
5)V型支撑块通过螺栓与指针的小车通过螺栓固定连接，将组装好后的带有指针的小板车放在金属基板的导轨上；
6)确定汽车纵置复合材料板簧两端卷耳与V型支撑块的V口中心一致，输出杆开始施加载荷；
在进行板簧垂向刚度测试时，载荷的最大值设置为汽车纵置复合材料板簧满载载荷的2倍；记录板簧横向位置和对应的载荷，通过计算机数值拟合得到横向载荷-位移曲线，该曲线的斜率即为汽车纵置复合材料板簧的刚度值。
在进行疲劳测试时，载荷的最大值设置为汽车纵置复合材料板簧满载载荷的1.6倍，频率为1.5Hz，疲劳测试次数为50万次；试验结束后观察试验件的外观有无异常，以及利用伺服液压驱动装置自带的位于传感器和压力传感器板簧得到竖向位移-载荷曲线，观看该曲线有无变化，确定板簧疲劳强度。

Claims (7)

1.一种汽车纵置复合材料板簧性能测试装置，其特征是，包括：
一基板(1)，所述基板(1)的顶面为测试基准面；
一待测试板簧(2)；
对称设置在基板(1)顶面两侧的一对导轨(3)；
一对设置在导轨(3)上且与导轨(3)构成移动副的滑动件(4)，所述导轨(3)与滑动件(4)之间设置有相配合的位移测量装置；
安装在滑动件(4)上的支撑部件(5)；
所述待测试板簧(2)的两端分别定位在一支撑部件(5)上，载荷加载***(6)的输出杆(7)通过夹板(8)连接在待测试板簧(2)的中部，所述输出杆(7)的中轴线垂直于测试基准面；
在进行板簧垂向刚度测试时，载荷的最大值设置为汽车纵置复合材料板簧满载载荷的2倍；记录板簧横向位置和对应的载荷，通过计算机数值拟合得到垂向载荷-横向位移曲线，该曲线的斜率即为汽车纵置复合材料板簧的刚度值。
2.如权利要求1所述的汽车纵置复合材料板簧性能测试装置，其特征是：所述位移测量装置包括指针(9)和标尺(10)，所述标尺(10)设置在基板(1)侧边，标尺(10)的轴线与导轨(3)平行，所述指针(9)设置在滑动件(4)上，指针(9)指向标尺(10)。
3.如权利要求1或2所述的汽车纵置复合材料板簧性能测试装置，其特征是：所述滑动件(4)的两端还设置有限位架(11)，限位架(11)上设置有与导轨(3)平行的腰形导向孔(12)，所述腰形导向孔(12)内设置有固定在基板(1)上的限位螺钉(13)，腰形导向孔(12)与限位螺钉(13)构成移动副。
4.如权利要求3所述的汽车纵置复合材料板簧性能测试装置，其特征是：所述的限位架(11)为L形支架，L形支架的侧边固定安装在滑动件(4)的端面上，L形支架的底面与测试基准面贴合。
5.如权利要求1或2所述的汽车纵置复合材料板簧性能测试装置，其特征是：所述的支撑部件(5)为V形支撑块，所述待测试板簧(2)通过两端卷耳(14)内的连接销(15)定位在V形支撑块上。
6.如权利要求1或2所述的汽车纵置复合材料板簧性能测试装置，其特征是：所述滑动件(4)为小车，小车通过车轮与导轨(3)相配合。
7.如权利要求1或2所述的汽车纵置复合材料板簧性能测试装置，其特征是：所述载荷加载***(6)为伺服液压驱动装置。
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