CN201628619U - 保险杠横梁局部刚度测量装置 - Google Patents

保险杠横梁局部刚度测量装置 Download PDF

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李书福
杨健
赵福全
管立君
钱国强
刘卫国
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Abstract

本实用新型公开了一种用于测量保险杠横梁局部刚度的装置，其目的在于解决无法有效评估汽车保险杠横梁碰撞安全性能的问题。本实用新型包括保险杠横梁固定支架，所述保险杠横梁固定支架上方设有加载液压头，加载液压头上装有位移传感器，保险杠横梁固定支架底部连有力传感器。本实用新型能够准确的测量出保险杠不同部位的刚度特性，所测量得到的刚度特性可以用于验证有限元仿真模型以及评估该保险杠横梁结构强度的合理性，从而提高整车的碰撞安全性能。

Description

保险杠横梁局部刚度测量装置
技术领域
本实用新型涉及一种刚度检测装置，特别涉及一种用于测量保险杠横梁局部刚度的装置。
背景技术
随着我国交通事业的发展，汽车碰撞安全问题越来越引起人们的关注，在汽车碰撞中，发生机率最高的是汽车前部碰撞，因此，研究汽车保险杠横梁的碰撞特性，对于提高汽车碰撞安全性具有重要的意义。在汽车碰撞过程，既有大位移、大转动所引起的几何非线性，又有各种材料发生大应变时所表现的物理非线性和材料作线性，而且，复杂的碰撞接触与摩擦问题也存在于汽车碰撞过程中，因此，汽车碰撞性能的研究已经远远超出了理论解析的范畴，必须借助于试验与数值分析方法。
汽车保险杠横梁的刚度特性是检验其结构及力学性能的一项重要性能指标，其强度大小和分布直接影响到车身的前部吸能和能量的传递。汽车在发生高速碰撞时，如果保险杠横梁的刚度较弱，则不能很好的将碰撞的能量传递给车辆的吸能部件，在一定程度上影响了整车的碰撞安全性能。
中国专利公告号CN201040515Y，公告日2008年3月26日，公告了一种高刚度汽车保险杠，其主体为金属板材冲压成形的保险杠横梁本体，所述保险杠本体的朝向车身内的一面，设有与其在长度方向上互相平行、与其接触且互相紧固连接的空心圆钢管；由于空心圆钢管具有很好的刚性，增加保险杠的刚度，使碰撞荷载更好的传递。但该专利并未提及保险杠横梁局部刚度的测量装置，无法对保险杠横梁的结构强度作出准确的评估。
发明内容
本实用新型的目的在于解决无法有效评估汽车保险杠横梁碰撞安全性能的问题，提供一种保险杠横梁局部刚度测量装置，它能够准确的测量出保险杠不同部位的刚度特性，所测量得到的刚度特性可以用于验证有限元仿真模型以及评估该保险杠横梁结构强度的合理性，从而提高整车的碰撞安全性能。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种保险杠横梁局部刚度测量装置，包括保险杠横梁固定支架，所述保险杠横梁固定支架上方设有加载液压头，加载液压头上装有位移传感器，保险杠横梁固定支架底部连有力传感器。保险杠横梁固定支架用于放置保险杠横梁，并将保险杠横梁固定；加载液压头直接接触保险杠横梁，并施加压力于保险杠横梁上以便于测试保险杠横梁局部刚度；位移传感器输出的是位移和时间的曲线，用于测量保险杠横梁在受力的情况下发生的形变；力传感器输出的是力与时间的曲线，用于测量保险杠横梁受力随时间的变化情况，将位移传感器、力传感器二者的数据进行合成，可获得力与位移的曲线，即保险杠横梁的局部刚度特性。
作为优选，所述保险杠横梁固定支架包括底板和支撑柱，支撑柱焊接固定于底板两侧，支撑柱上端设有固定螺孔，底板底面的两侧各设有一个凹槽，力传感器嵌入装于凹槽内。支撑柱焊接固定于底板两侧，用于支撑保险杠横梁的两端，支撑平稳，支撑柱上端的固定螺孔便于螺栓将保险杠横梁固定于支撑柱上；力传感器嵌入装于凹槽内，这样力传感器固定方式简单，一般在底板底面的两侧各设一个力传感器，这样能够保持试验中的稳定性。
作为优选，所述加载液压头的上端连接液压力机，加载液压头与液压力机的连接处安装有位移传感器。液压力机用于给加载液压头提供动力输出，并控制加载液压头向下推动的速度；位移传感器用于测量保险杠横梁在受力的情况下发生的形变。
作为优选，所述加载液压头为圆头。加载液压头为圆头，可避免在测试过程中损伤保险杠横梁。
作为优选，力传感器电连接数据采集设备，位移传感器电连接数据采集设备。数据采集设备用于记录位移传感器和力传感器测量的数据，并对数据作出分析，最终获得力-位移曲线，即保险杠横梁的局部刚度特性。
本实用新型的有益效果是：装有位移传感器的液压头加载到保险杠横梁的局部区域，力传感器则将记录下液压头的受力随时间的变化情况，综合数据分析后得到保险杠横梁的局部刚度特性，有效评估该保险杠横梁结构强度的合理性，从而提高整车的碰撞安全性能。
附图说明
图1是本实用新型的一种主视结构示意图；
图2是本实用新型的工作原理图。
图中：1、底板，2、支撑柱，3、加载液压头，4、液压力机，5、位移传感器，6、力传感器，7、数据线，8、地面，9、保险杠横梁。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。
实施例：
一种保险杠横梁局部刚度测量装置（参见附图1），包括保险杠横梁固定支架，保险杠横梁固定支架由底板1和支撑柱2组成，底板1为方形，支撑柱2为圆柱，支撑柱2垂直于底板并焊接固定于底板1上表面左、右两侧，每根支撑柱2的上端设有一个固定螺孔，支撑柱2的上方设有加载液压头3，加载液压头3的下端为圆头，加载液压头3的上端连接液压力机4，位移传感器5安装于加载液压头3与液压力机4的连接处，底板1下表面左、右两侧个设有一个方形凹槽，每个凹槽内嵌装有一个力传感器6，数据线7连接位移传感器5与数据采集设备，数据线7还连接力传感器6与数据采集设备。
使用时（附图2），在地面8上挖坑，将装置下端的力传感器6嵌入装于坑内，以保证测量的稳定性，把保险杠横梁两端放置于支撑柱2上，螺栓穿过保险杠横梁并旋入支撑柱2上端的固定螺孔内，将保险杠横梁固定；调节液压力机4使得加载液压头3以100毫米每秒的速度向下推进，并加载到保险杠横梁上，位移传感器5测量保险杠横梁在受力的情况下发生的形变，并输出位移和时间曲线数据至数据采集设备，力传感器6测量保险杠横梁受力随时间的变化情况，并输出力与时间曲线数据至数据采集设备，数据采集设备分析位移传感器5与力传感器6测得的数据，将位移传感器5、力传感器6二者的数据进行合成，可获得力与位移的曲线，即保险杠横梁的局部刚度特性，所测量得到的刚度特性可以用于验证有限元仿真模型以及评估该保险杠横梁结构强度的合理性，从而提高整车的碰撞安全性能。
以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (5)

1.一种保险杠横梁局部刚度测量装置，包括保险杠横梁固定支架，其特征在于：所述保险杠横梁固定支架上方设有加载液压头，加载液压头上装有位移传感器，保险杠横梁固定支架底部连有力传感器。
2.根据权利要求1所述的保险杠横梁局部刚度测量装置，其特征在于：所述保险杠横梁固定支架包括底板和支撑柱，支撑柱焊接固定于底板两侧，支撑柱上端设有固定螺孔，底板底面的两侧各设有一个凹槽，力传感器嵌入装于凹槽内。
3.根据权利要求1所述的保险杠横梁局部刚度测量装置，其特征在于：所述加载液压头的上端连接液压力机，加载液压头与液压力机的连接处安装有位移传感器。
4.根据权利要求3所述的保险杠横梁局部刚度测量装置，其特征在于：所述加载液压头为圆头。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的保险杠横梁局部刚度测量装置，其特征在于：力传感器电连接数据采集设备，位移传感器电连接数据采集设备。
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