CN101281085B - 乘用车白车身结构静刚度测试系统及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种乘用车白车身结构静刚度测试系统，约束装置(41)包括前支座总成(4)和后支座总成(2)；伺服加载装置(42)设有对所述的试验车身(3)加载的弯曲刚度加载装置(44)和扭转刚度加载装置(45)；数据采集处理系统设有车身弯曲挠度测量装置(46)和车身扭转角度测量装置(47)。本发明还公开了上述测试系统所采用的试验方法。采用上述技术方案，与目前公开使用的乘用车白车身结构弯曲和扭转刚度试验技术及设备相比，通用性更好，操作更简便、更省时，劳动强度更小，提高了检测试验生产的效率，试验数据更准确，精度和可靠度更高，经济效益也显著提高。

Description

乘用车白车身结构静刚度测试系统及其试验方法 

技术领域

本发明属于汽车制造技术及设备的技术领域，涉及汽车制造工艺及检测试验工艺中的测试设备。更具体地说，本发明涉及一种乘用车白车身结构静刚度测试系统。另外，本发明还涉及该测试系统所采用的试验方法。 

背景技术

汽车车身静刚度是乘用车白车身结构必须满足的性能之一，而车身静刚度的最佳值的确定，需要建立一套科学、可靠和可行的理论模型和试验方法。一般以目前出现在市场上的车辆的车身静刚度可作为评价车身必要静刚度的大致标准。虽然利用计算机解析车身结构能较精确地计算车身的静刚度和变形。但是，由于静刚度对车辆的操纵稳定性和乘坐舒适性有很大的关系，所以评价静刚度是否合适依然要根据已有的车身试验数据资料。乘用车白车身结构静刚度测试系统是开发乘用车产品必不可少的设备。 

涉及这方面的主要技术文献如下： 

在由刘惟信主编、清华大学出版社出版的《汽车设计》及已有的专利等资料中都提了乘用车白车身结构静刚度试验的方法和设备。车身静刚度测试包括车身弯曲刚度试验和车身扭转刚度试验，提出了约束与加载的基本要求。 

下面结合附图对涉及汽车车身静刚度测试技术的相关专利作介绍： 

中国专利号为CN02146781.1的专利文献公开了“乘用车白车身结构弯曲刚度测试约束与加载装置”技术，主要结构如图21所示：包括弯曲试验台前左右支座51、与车身前左右纵梁的连接部件52、试验车身3、弯曲加载装置53、与车身后左右纵梁的连接部件54、弯曲试验台后左右支座55。其基本要求是：弯 曲刚度测试时，由弯曲试验台前左右支座51和弯曲试验台后左右支座55固定试验车身3的前、后部，固定位置为前后轴中心位置的纵梁上，约束车前部的安装位置Y和Z方向的平动自由度；约束车后部的安装位置所有平动自由度；约束装置和加载装置的刚度不能对测试结果产生影响。 

中国专利号为CN02146783.8的专利文献公开了“乘用车白车身结构扭转刚度测试约束与加载装置”技术，主要结构如图22所示：包括扭转加载装置61、试验车身3、扭转试验台后左右支座63、与车身后左右悬置点的连接部件62。其基本要求是：扭转刚度测试时，由扭转试验台后左右支座63固定试验车身3的后部，固定位置为后悬置点上，在两个前悬置点分别施加方向相反的铅垂方向的作用力，使车身产生纯扭转变形，约束车后部安装位置所有平动自由度；约束装置和加载装置的刚度不能对测试结果产生影响。 

但上述资料中均未涉及如下内容： 

1、车身静刚度，包括弯曲和扭转的静刚度的综合测试方法； 

2、如何避免支承装置和加载装置的刚度对测试结果的影响； 

3、试验数据采集及处理的方式。 

综上所述，现有的测试设备都是将弯曲和扭转刚度试验的设备分开，加载系统多数采用液压或手动，约束装置和加载装置的刚度对测试结果产生较大的影响，通用性差，劳动强度大，准备时间长，测试精度低，经济效益差。目前还没有一整套的车身静刚度测量系统及测试方法。 

现在国内外各大汽车公司，都在花费巨额投资改进车身刚度专门试验台架，以提高试验质量和效率，但目前尚未有成熟的技术方案申请专利或见诸文献报道。 

随着汽车工业及汽车制造科学技术的发展，车型逐渐增多，且需要对所设计的车辆不断进行不同款式方案以及各种改进方案的测试及对比，急需高效的、多功能的、综合性的、测试数据准确可靠的车身静刚度测试设备。 

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种乘用车白车身结构静刚度测试系统，其目的是实现在同一套测试试验系统中对乘用车白车身结构静刚度包括弯曲刚度和扭转刚度进行综合测试，并避免约束装置和加载装置的刚度对试验结果产生的影响。 

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的这种乘用车白车身结构静刚度测试系统，包括约束装置、伺服加载装置、数据采集处理系统及被测的试验车身，所述的约束装置包括各设有左右两个支承，用来支承所述的试验车身的前支座总成和后支座总成以及用于固定两个支座总成的试验台地板；前支座总成包括前支座回转台和前支座支承臂，所述的前支座回转台的底面紧固连接在试验台地板上，所述的前支座支承臂通过其长度的中心由前支座回转台支承，前支座回转台与前支座支承臂连接处设有可使前支座支承臂在水平面上旋转的旋转盘结构和使前支座支承臂绕其与前支座回转台的连接点作铅垂面上转动的铰接结构；所述的约束装置分别与试验车身的车身前后各两个悬置点联结；所述的伺服加载装置设有对所述的试验车身加载的弯曲刚度加载装置和扭转刚度加载装置；所述的数据采集处理系统设有车身弯曲挠度测量装置和车身扭转角度测量装置。 

为使本发明更加完善，还进一步提出了以下更为详尽和具体的技术方案，以获得最佳的实用效果，更好地实现发明目的，并提高本发明的新颖性和创造性： 

本发明涉及的测试系统的进行数据采集、数据处理和运行控制的控制单元结构技术方案是：所述的测试系统设有计算机控制单元，所述的伺服加载装置通过信号线路与计算机控制单元连接；所述的数据采集处理系统设传感器及信号线路与计算机控制单元连接。 

本发明所涉及的约束装置的结构技术方案为： 

其中的前支座总成的结构技术方案：所述的前支座总成设在试验车身的前端，其上设两端带关节轴承的前支承柱和前支座关节轴承，两个前支承柱通过前支座关节轴承与前支座支承臂的两端连接，且前支座关节轴承与前支座支承臂的连接处设使两者作相对转动的铰接结构。 

前支座总成更具体的结构技术方案：所述的各个前支承柱上的两端上的前支座关节轴承回转方向互相垂直，其上端的前支座关节轴承轴线与车身纵向中心线平行。 

在所述的前支座支承臂的下方，设两个千斤顶并与支座支承臂固定连接，其在前支座支承臂的长度方向的位置是与前支承柱的位置相同，是在其正下方；在所述的两个前支承柱与前支座支承臂的连接位置，各设一个直角三角形的三角固定架，其两个直角边分别与前支承柱和前支座支承臂紧固连接。 

后支座总成的结构技术方案：所述的后支座总成设在试验车身的后端，其上设有均为三角形支承的刚性支承件即刚性后支承架、柔性支承件即柔性后支承架和后支承底座，后支承底座固定在试验台地板上，所述的刚性后支承架和柔性后支承架通过设在刚性后支承架和柔性后支承架上的后支座滑块总成和设在底座上的后支座导轨，与底座构成可滑动的导轨滑块连接，所述的后支座滑块总成与后支座导轨之间，还设有将两者紧固的锁紧机构。 

后支座总成更具体的结构技术方案：所述的刚性后支承架与后支座滑块总成紧固连接为一体；在所述的柔性后支承架的下端和后支座滑块总成连接位置， 设后支架柔性件，所述的后支架柔性件通过其两端所设的关节轴承与柔性后支承架的下端和后支座滑块总成连接；所述的刚性后支承架的三角形的平面与试验车身的前后方向相同；所述的后支座滑块总成的三角形的平面与试验车身的前后方向垂直。 

本发明所涉及的伺服加载装置的结构技术方案为： 

其中的所述的弯曲刚度加载装置的结构技术方案：弯曲刚度加载装置设在试验车身的中部位置，包括弯曲刚度加载装置底座、伺服升降机、升降机支架、拉压力传感器、定滑轮、钢丝绳、弯曲刚度加载横梁、弯曲加压垫板，所述的伺服升降机通过升降机支架固定在试验台地板上，伺服升降机的升降构件通过多个定滑轮及钢丝绳与弯曲刚度加载横梁连接，所述的弯曲刚度加载横梁通过两个弯曲加压垫板压在试验车身上，所述的拉压力传感器设在伺服升降机与钢丝绳连接位置，所述的定滑轮分别固定在弯曲刚度加载装置底座和弯曲刚度加载横梁上，弯曲刚度加载装置底座紧固支承在试验台地板上。 

扭转刚度加载装置的结构技术方案：所述的扭转刚度加载装置是在所述的前支座总成的结构基础上，增设伺服升降机、升降机支架、拉压力传感器，所述的伺服升降机通过升降机支架固定在试验台地板上，伺服升降机的升降构件在前支座支承臂的一端的上方与前支座支承臂连接，所述的拉压力传感器设在伺服升降机与前支座支承臂的的连接位置。 

为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的乘用车白车身结构静刚度测试系统所采用的试验方法，所述的试验方法，包括试验车身在所述测试系统的试验台上的安装过程和静刚度测试过程；所述的静刚度测试过程分别为弯曲刚度测试过程、扭转刚度测试过程，可对上述各测试过程择一进行或任意顺序先后进行，所述的安装过程和各测试过程的步骤分别如 下： 

试验车身安装过程：调整所述的约束装置的后支座总成和前支座总成的相对位置；调整同一总成的两个支承之间的相对位置，所述的约束装置与试验车身的车身前后各两个悬置点联结； 

弯曲刚度测试过程：通过所述的计算机控制单元控制所述的弯曲刚度加载装置对试验车身加载，试验车身的前、后端由约束装置固定，使试验车身的中间产生向下的弯曲；通过弯曲刚度加载装置中的传感器获取弯曲负载的数值，通过车身弯曲挠度测量装置中的传感器获取试验车身的弯曲变形量和负载值，并通过信号线路将所获得的弯曲负载的数值和不同负载下的弯曲变形量的信号传递给所述的计算机控制单元；计算机控制单元根据设定的运算程序对负载和变形数据进行处理，计算得出试验车身的弯曲刚度值； 

扭转刚度测试过程：通过所述的计算机控制单元控制所述的扭转刚度加载装置对试验车身加载，试验车身的后端由约束装置固定，使试验车身的前端产生扭转；通过扭转刚度加载装置中的传感器获取扭转负载的数值，通过车身扭转角度测量装置中的传感器获取试验车身的弯曲变形量，并通过信号线路将所获得的扭转负载数值和不同负载下的扭转变形量的信号传递给所述的计算机控制单元；所述的计算机控制单元根据设定的运算程序对负载和变形数据进行处理，计算得出试验车身的扭转刚度值。 

本发明采用上述技术方案，与目前公开使用的乘用车白车身结构弯曲和扭转刚度试验技术及设备相比，通用性更好，操作更简便、更省时，劳动强度更小，提高了检测试验生产的效率，试验数据更准确，精度和可靠度更高，经济效益也显著提高。 

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明： 

图1为本发明所涉及的测试系统车身安装示意图； 

图2为图1所示结构的俯视示意图； 

图3为前支座总成的结构示意图； 

图4为图3所示结构的侧面示意图； 

图5为带关节轴承的前支承柱的结构示意图； 

图6为后支座总成的结构示意图； 

图7为图6所示结构的俯视示意图； 

图8为下端带关节轴承的后柔性支承架结构示意图； 

图9为图8所示结构的俯视图； 

图10为后刚性支承架结构示意图； 

图11为弯曲刚度测试加载装置的结构示意图； 

图12为图11所示结构的俯视图； 

图13为扭转刚度测试加载装置的结构示意图； 

图14为图13所示结构的侧面示意图； 

图15为车身扭转角度测量装置的结构示意图； 

图16为图15所示结构的俯视图； 

图17为位移传感器在试验车身上的分布示意图； 

图18为图17所示结构的俯视图； 

图19为倾角传感器在试验车身上的分布示意图； 

图20为图19所示结构的俯视图； 

图21为本说明书背景技术部分所述的乘用车白车身结构弯曲刚度测试约束与加载装置的结构示意图； 

图22为本说明书背景技术部分所述的乘用车白车身结构扭转刚度测试约束与加载装置的结构示意图。 

图中标记为：1、试验台地板，2、后支座总成，3、试验车身，4、前支座总成，5、前支座支承臂，6、千斤顶，7、G型夹，8、三角固定架，9、前支承U形连接座，10、前支座关节轴承，11、前支座锁紧螺母，12、前支座连接杆，13、前支承柱，14、前支座滑台总成，15、前支座回转台，16、后支承底座，17、后支座导轨，18、后支座滑块总成，19、柔性后支承架，20、支架升降丝杆，21、支架升降丝杆锁紧螺母，22、后支座下连接杆，23、后支座上连接杆，24、后支座U形连接座锁紧螺母，25、后支座关节轴承，26、后支承U形连接座，27、刚性后支承架，28、弯曲刚度加载装置底座，29、钢丝绳，30、升降机支架，31、伺服升降机，32、拉压力传感器，33、定滑轮，34、弯曲加压垫板，35、后支架柔性件，36、弯曲刚度加载横梁，37、扭转角度测量装置底座，38、扭转角度测量调整螺钉，39、传感器支架，40、倾角传感器，41、约束装置，42、伺服加载装置，43、位移传感器，44、弯曲刚度加载装置，45、扭转刚度加载装置，46、车身弯曲挠度测量装置，47、车身扭转角度测量装置；51、弯曲试验台前左右支座，52、与车身前左右纵梁的连接部件，53、弯曲加载装置，54、与车身后左右纵梁的连接部件，55、弯曲试验台后左右支座；61、扭转加载装置，62、与车身后左右悬置点的连接部件，63、扭转试验台后左右支座。 

具体实施方式

下面结合附图，通过对实施例的描述，对本发明的上述技术方案如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细和具体的说明，以帮助 本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。 

如附图所表达的本发明的结构，本发明为一种乘用车白车身结构静刚度测试系统，包括约束装置41、伺服加载装置42、数据采集处理系统及被测的试验车身3。本文中所涉及到X、Y、Z方向请参见图1和图2中的坐标标示。 

为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现在同一台测试试验设备中对乘用车白车身结构静刚度包括弯曲刚度和扭转刚度进行综合测试、避免约束装置和加载装置的刚度对试验结果产生影响的发明目的，本发明采取的技术方案为：如图1至图20所示，所提供的这种乘用车白车身结构静刚度测试系统，所述的约束装置41包括各设有左右两个支承，用来支承所述的试验车身3的前支座总成4、后支座总成2及用于固定两个支座总成的试验台地板1；所述的约束装置41分别与试验车身3的车身前后各两个悬置点联结；所述的伺服加载装置42设有对所述的试验车身3加载的弯曲刚度加载装置44和扭转刚度加载装置45；所述的数据采集处理系统设有车身弯曲挠度测量装置46和车身扭转角度测量装置47。 

所述的约束装置41固定在试验台地板1上，试验台地板1是设有T形槽的铁地板。该装置与车身前后四个悬置点联结。在安装试验车身3之前，可在试验台地板1上根据具体车型的前后悬置点距离和高度差调整后支座总成2和前支座总成4的距离和高度差。 

为了使本发明更为完善，还提供以下实施示例作为本发明在具体实施时的参考： 

实施例一： 

本实施例解决测试系统中的加载、数据采集和数据处理的问题。 

所述的测试系统设有计算机控制单元，所述的伺服加载装置42通过信号线路与计算机控制单元连接；所述的数据采集处理系统设传感器及信号线路与计算机控制单元连接。 

在测试前，根据不同车型和具体测试要求，设定测试程序，并存入计算机控制单元。测试时由计算机控制单元发出加载指令，由弯曲刚度加载装置44和扭转刚度加载装置45执行不同的加载；其加载力的大小，由力的传感器将力的数值转变成电信号，传送给计算机控制单元；同时将试验车身3相应产生的变形量的数值也通过相应传感器转变成电信号，传送给计算机控制单元；计算机控制单元根据设定的运算程序对负载和变形数据进行处理，分别计算得出试验车身3的弯曲刚度值和扭转刚度值。计算机控制单元采用信号转化模块将应力应变的量转化为电信号。 

拉压力传感器信号反馈到计算机实现闭环控制，精确加载。所述的信号转化模块主要由位移传感器信号转化模块、倾角传感器信号转化模块、拉压力传感器信号转化模块组成。 

实施例二： 

本实施例是前支座总成4即可作为约束装置41，又可作为扭转刚度加载装置的通用结构。 

如图3、图4、图5所示，所述的前支座总成4设在试验车身3的前端，其上设前支座回转台15、前支座支承臂5、两端带关节轴承的前支承柱13和前支座关节轴承10、前支座滑台总成14、前支座锁紧螺母11、前支座连接杆12等。 

所述的前支座总成4的结构为：所述的前支座回转台15的底面紧固连接在试验台地板1上，所述的前支座支承臂5通过其长度的中心由前支座回转台15支承，前支座回转台15与前支座支承臂5连接处设有可使前支座支承臂5在水 平面上旋转的旋转盘结构及使前支座支承臂5绕其与前支座回转台15的连接点作铅垂面上转动的铰接结构，两个前支承柱13通过前支座关节轴承10与前支座支承臂5的两端连接，且前支座关节轴承10与前支座支承臂5的连接处设使两者作相对转动的铰接结构。 

在前支承柱13的上方，前支座连接杆12旋入前支承柱13，并用前支座锁紧螺母11锁紧。该结构是为了实现支承高度的调整并加以锁紧。前支座连接杆12的上方，通过前支座关节轴承10与前支座U形连接座9连接。该结构的目的是为了在支承时能适应车辆的支承面的变化及变形的需要。前支座U形连接座9在前悬置点与试验车身3联结。 

前支座滑台总成14在前支座支承臂5上滑动并能加以固定，前支承柱13下端通过关节轴承与前支座滑台总成14联结。 

实施例三： 

本实施例是前支座总成4作为约束装置41的一部分的结构。 

如图3和图4所示，所述的各个前支承柱13上的两端上的前支座关节轴承10回转方向互相垂直，其上端的前支座关节轴承10轴线与车身纵向中心线平行。 

该结构的目的是使前支座总成4在试验车身3的受力并发生变形的过程中，具有一定的柔性，不影响车辆的自由变形，也就是说前支座总成4本身的刚度不对试验车身3的测试产生影响。 

实施例四： 

本实施例是前支座总成4作为约束装置41的一部分的结构。 

如图3所示，在所述的前支座支承臂5的下方，设两个千斤顶6并与支座支承臂5固定连接，其在前支座支承臂5的长度方向的位置是与前支承柱13的位置相同，是在其正下方；在所述的两个前支承柱13与前支座支承臂5的连接 位置，各设一个直角三角形的三角固定架8，其两个直角边分别与前支承柱13和前支座支承臂5紧固连接。 

根据不同车型的两个前悬置点之间的距离，调整前支座滑台总成14在前支座支承臂5上的位置，用螺栓锁紧固定；按图示安装前支承柱13，且对称布置；前支座支承臂5两端在图3所示位置，调节千斤顶6支承高度，千斤顶6支撑前支座支承臂5并使其保持水平；前支承柱13用三角固定架8、G型夹7与前支座支承臂5及前支承柱13紧固连接固定。 

实施例五： 

如图6～图10所示，所述的后支座总成2设在试验车身3的后端，其上设有均为三角形支承的刚性支承件即刚性后支承架27、柔性支承件即柔性后支承架19和后支承底座16，后支承底座16固定在试验台地板1上，所述的刚性后支承架27和柔性后支承架19通过设在刚性后支承架27和柔性后支承架19上的后支座滑块总成18和设在底座上的后支座导轨17，与底座构成可滑动的导轨滑块连接，所述的后支座滑块总成18与后支座导轨17之间，还设有将两者紧固的锁紧机构。 

如图7所示，后支座总成2还设有支架升降丝杆20、支架升降丝杆锁紧螺母21、后支座下连接杆22、后支座上连接杆23、24、后支座U形连接座锁紧螺母24、后支座关节轴承25、后支承U形连接座26等。后支座导轨17固定在试验台地板1上，柔性后支承架19、刚性后支承架27可以通过后支座滑块总成18在后支座导轨17上滑动，支架升降丝杆20与支承架联结，后支座下连接杆22与支架升降丝杆20联结，后支座上连接杆23与后支座下连接杆22联结，后支承U形连接座26下端通过后支座关节轴承与后支座上连接杆23联结，后支承U形连接座26上端在后悬置点与试验车身3联结。后支座下连接杆22、后 支座上连接杆23在二者之间自由组合构成后支座总成2的高度；另外，支架升降丝杆20可以调整后支座总成高度并用支架升降丝杆锁紧螺母21锁紧。 

根据不同车型后悬置点距离，调整左右支承架位置，且对称布置，用螺栓锁紧后支座滑块总成18；锁紧柔性后支承架19上的定位螺钉可以使柔性支承变为刚性支承。 

实施例六： 

如图8、图9、图10所示，所述的刚性后支承架27与后支座滑块总成18紧固连接为一体；在所述的柔性后支承架19的下端和后支座滑块总成18连接位置，设后支架柔性件35，所述的后支架柔性件35通过其两端所设的关节轴承与柔性后支承架19的下端和后支座滑块总成18连接；所述的刚性后支承架27的三角形的平面与试验车身3的前后方向相同；所述的后支座滑块总成18的三角形的平面与试验车身3的前后方向垂直。 

上述结构的目的是为了使后支承进行适当调节。 

实施例七： 

如图11、图12所示，所述的弯曲刚度加载装置44设在试验车身3的中部位置，包括弯曲刚度加载装置底座28、伺服升降机31、升降机支架30、拉压力传感器32、定滑轮33、钢丝绳29、弯曲刚度加载横梁36、弯曲加压垫板34，所述的伺服升降机31通过升降机支架30固定在试验台地板1上，伺服升降机31的升降构件通过多个定滑轮33及钢丝绳29与弯曲刚度加载横梁36连接，所述的弯曲刚度加载横梁36通过两个弯曲加压垫板37压在试验车身3上，所述的拉压力传感器32设在伺服升降机31与钢丝绳29连接位置，所述的定滑轮33分别固定在弯曲刚度加载装置底座28和弯曲刚度加载横梁36上，弯曲刚度加载装置底座28紧固支承在试验台地板1上。 

与弯曲刚度加载横梁36联结的定滑轮33采用快速销接法，弯曲刚度加载横梁36与弯曲加压垫板34用螺栓联结，用G型夹7固定在试验车身3上，钢丝绳29一端固定在试验台地板1上，一端通过定滑轮组后与拉压力传感器32连接，拉压力传感器32装在伺服升降机31下面，伺服升降机31通过带万向节的升降机支架30固定在试验台地板1上。计算机控制单元根据操作人员指令控制伺服升降机31上下运动实现对试验车身3的加载。弯曲刚度加载横梁36是由四根带腰圆形孔的方管组成长方形结构，可根据座椅中心线的位置调整弯曲加压垫板34的位置，但必须保证弯曲刚度加载横梁36在试验车身3上的左右位置对称布置及定滑轮33必须沿长方形中线布置。 

实施例八： 

如图13、图14所示，所述的扭转刚度加载装置45是在所述的前支座总成4的结构基础上，做扭转刚度测试时，按实施例二、实施例三相同的结构，增设伺服升降机31、升降机支架30、拉压力传感器32，上述三个构件与实施例七采用的是完全相同的。但撤去三角固定架8、G型夹7、千斤顶6。 

所述的伺服升降机31通过升降机支架30固定在试验台地板1上，伺服升降机31的升降构件在前支座支承臂5的一端的上方与前支座支承臂5连接，所述的拉压力传感器32设在伺服升降机31与前支座支承臂5的的连接位置。 

前支承柱两端关节轴承回转方向互相垂直，上端关节轴承轴线与车身纵向中心线X平行。 

该机构在zy面内为平行四边形连杆机构，并且平行四边形可沿前支承柱13下端关节轴承轴线回转，这种结构充分释放了测量装置刚性对测量结果的影响。拉压力传感器32通过关节轴承与前支座总成4的前支座支承臂5联结，拉压力传感器32装在伺服升降机31下面，伺服升降机31通过带万向节的升降机 支架30固定在试验台地板1上。计算机控制单元根据操作人员指令控制伺服升降机31上下运动实现对试验车身3的扭转加载。 

实施例九： 

本实施例是车身扭转角度测量装置47的结构实施方案： 

如图15、图16所示，车身扭转角度测量装置47主要由倾角传感器40、传感器支架39、扭转角度测量装置底座37和扭转角度测量调整螺钉38组成。倾角传感器40安装在传感器支架39上，传感器支架39通过三个扭转角度测量调整螺钉38支承在扭转角度测量装置底座37上，扭转角度测量装置底座37粘接在车身上。通过调整三个扭转角度测量调整螺钉38的高度保证扭转刚度测试时倾角传感器40在测量范围内，扭转角度测量装置底座37上表面平整度比较高，扭转角度测量调整螺钉38下端带光滑球头，通过球头的滑动消除车身扭转角度测量装置47刚性对扭转角度测量的影响。 

实施例十： 

为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的乘用车白车身结构静刚度测试系统所采用的试验方法，该试验方法包括试验车身3在所述测试系统的试验台上的安装过程和两个刚度测试过程，即分别为弯曲刚度测试过程和扭转刚度测试过程，其步骤分别如下： 

试验车身3安装过程：调整所述的约束装置41的后支座总成2和前支座总成4的相对位置；调整同一总成的两个支承之间的相对位置，所述的约束装置41与试验车身3的车身前后各两个悬置点联结； 

弯曲刚度测试过程：通过所述的计算机控制单元控制所述的弯曲刚度加载装置44对试验车身3加载，试验车身3的前、后端由约束装置41固定，使试验车身3的中间产生向下的弯曲；通过弯曲刚度加载装置44中的传感器获取弯 曲负载的数值，通过车身弯曲挠度测量装置46中的位移传感器43获取试验车身3的弯曲变形量和负载值，并通过信号线路将所获得的弯曲负载的数值和不同负载下的弯曲变形量的信号传递给所述的计算机控制单元；计算机控制单元根据设定的运算程序对负载和变形数据进行处理，计算得出试验车身3的弯曲刚度值； 

扭转刚度测试过程：通过所述的计算机控制单元控制所述的扭转刚度加载装置45对试验车身3加载，试验车身3的后端由约束装置41固定，使试验车身3的前端产生扭转；通过扭转刚度加载装置45中的传感器获取扭转负载的数值，通过车身扭转角度测量装置47中的传感器获取试验车身3的弯曲变形量，并通过信号线路将所获得的扭转负载数值和不同负载下的扭转变形量的信号传递给所述的计算机控制单元；所述的计算机控制单元根据设定的运算程序对负载和变形数据进行处理，计算得出试验车身3的扭转刚度值。 

在实施上述方法时，可按以下具体要求： 

根据试验车身3的前后悬置点的X向距离，调整后支座总成2和前支座总成4的相对位置，再根据试验车身3的前端左右两悬置点的Y向距离，调整前支座总成4的左右支撑的Y向相对位置，再根据试验车身3后端左右两悬置点的Y向距离，调整后支座总成2的左右支撑的Y向相对位置，并保证台架的轴线与试验车身3的X轴线一致，并将其固定，将试验车身3安装到试验台架上，将试验车身3的4个悬置点与台架的4个支撑连接起来，根据试验车身3的前后悬置点的高度差调整两后支撑的高度，使试验车身3处于水平： 

在作弯曲刚度的试验时，按图17和图18(位移传感器在试验车身上的分布示意图及其俯视图)安装位移传感器43，通过定滑轮系统对试验车身3两前后悬置的中点连线的门槛处按80Kg、160Kg、240Kg、320Kg、400Kg、320Kg、 240Kg、80Kg、0Kg进行加载，并由计算机控制单元记录每个位移传感器43的位移数值值，再通过数据处理可获得试验车身3的弯曲刚度值。 

在作扭转刚度试验时，安装4个倾角传感器分别装到试验车身3的两前悬置点、两前门槛、两后门槛和两后悬置点上，如图19和图20，并把4个倾角传感器40和一个载荷传感器的信号线连到计算机控制单元，扭转刚度测试加载装置45按400Nm、800Nm、1200Nm、1600Nm、2000Nm、1600Nm、1200Nm、800Nm、400Nm、0Nm、-400Nm、-800Nm、-1200Nm、-1600Nm、-2000Nm、-1600Nm、-1200Nm、-800Nm、-400Nm、0Nm进行加载，并由计算机控制单元记录每个倾角传感器的角度值。再通过数据处理可获得试验的刚度值和试验车身3的扭转变形趋势。 

上述方法也可由人工操作，记录数据，进行静刚度数值的计算。 

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种乘用车白车身结构静刚度测试系统，包括约束装置(41)、伺服加载装置(42)、数据采集处理系统及被测的试验车身(3)，其特征在于：

所述的约束装置(41)包括各设有左右两个支承、用来支承所述的试验车身(3)的前支座总成(4)和后支座总成(2)及用于固定两个支座总成的试验台地板(1)；

所述的前支座总成(4)包括前支座回转台(15)和前支座支承臂(5)，所述的前支座回转台(15)的底面紧固连接在试验台地板(1)上，所述的前支座支承臂(5)通过其长度的中心由前支座回转台(15)支承，前支座回转台(15)与前支座支承臂(5)连接处设有可使前支座支承臂(5)在水平面上旋转的旋转盘结构和使前支座支承臂(5)绕其与前支座回转台(15)的连接点作铅垂面上转动的铰接结构；

所述的约束装置(41)分别与试验车身(3)的车身前后各两个悬置点联结；

所述的伺服加载装置(42)设有对所述的试验车身(3)加载的弯曲刚度加载装置(44)和扭转刚度加载装置(45)；

所述的数据采集处理系统设有车身弯曲挠度测量装置(46)和车身扭转角度测量装置(47)。

2.按照权利要求1所述的乘用车白车身结构静刚度测试系统，其特征在于：所述的测试系统设有计算机控制单元，所述的伺服加载装置(42)通过信号线路与计算机控制单元连接；所述的数据采集处理系统设传感器及信号线路与计算机控制单元连接。

3.按照权利要求1或2所述的乘用车白车身结构静刚度测试系统，其特征在于：所述的前支座总成(4)设在试验车身(3)的前端，其上设两端带关节轴承的前支承柱(13)和前支座关节轴承(10)，两个前支承柱(13)通过前支座关节轴承(10)与前支座支承臂(5)的两端连接，且前支座关节轴承(10)与前支座支承臂(5)的连接处设使两者作相对转动的铰接结构。

4.按照权利要求3所述的乘用车白车身结构静刚度测试系统，其特征在于：所述的各个前支承柱(13)上的两端上的前支座关节轴承(10)回转方向互相垂直，其上端的前支座关节轴承(10)轴线与车身纵向中心线平行。

5.按照权利要求4所述的乘用车白车身结构静刚度测试系统，其特征在于：在所述的前支座支承臂(5)的下方，设两个千斤顶(6)并与支座支承臂(5)固定连接，其在前支座支承臂(5)的长度方向的位置是与前支承柱(13)的位置相同，是在其正下方；在所述的两个前支承柱(13)与前支座支承臂(5)的连接位置，各设一个直角三角形的三角固定架(8)，其两个直角边分别与前支承柱(13)和前支座支承臂(5)紧固连接。

6.按照权利要求1或2或4或5所述的乘用车白车身结构静刚度测试系统，其特征在于：所述的后支座总成(2)设在试验车身(3)的后端，其上设有均为三角形支承的刚性支承件即刚性后支承架(27)、柔性支承件即柔性后支承架(19)和后支承底座(16)，后支承底座(16)固定在试验台地板(1)上，所述的刚性后支承架(27)和柔性后支承架(19)通过设在刚性后支承架(27)和柔性后支承架(19)上的后支座滑块总成(18)和设在底座上的后支座导轨(17)，与底座构成可滑动的导轨滑块连接，所述的后支座滑块总成(18)与后支座导轨(17)之间，还设有将两者紧固的锁紧机构。

7.按照权利要求6所述的乘用车白车身结构静刚度测试系统，其特征在于：所述的刚性后支承架(27)与后支座滑块总成(18)紧固连接为一体；在所述的柔性后支承架(19)的下端和后支座滑块总成(18)连接位置，设后支架柔性件(35)，所述的后支架柔性件(35)通过其两端所设的关节轴承与柔性后支 承架(19)的下端和后支座滑块总成(18)连接；所述的刚性后支承架(27)的三角形的平面与试验车身(3)的前后方向相同；所述的后支座滑块总成(18)的三角形的平面与试验车身(3)的前后方向垂直。

8.按照权利要求1或2或4或5或7所述的乘用车白车身结构静刚度测试系统，其特征在于：所述的弯曲刚度加载装置(44)设在试验车身(3)的中部位置，包括弯曲刚度加载装置底座(28)、伺服升降机(31)、升降机支架(30)、拉压力传感器(32)、定滑轮(33)、钢丝绳(29)、弯曲刚度加载横梁(36)、弯曲加压垫板(34)，所述的伺服升降机(31)通过升降机支架(30)固定在试验台地板(1)上，伺服升降机(31)的升降构件通过多个定滑轮(33)及钢丝绳(29)与弯曲刚度加载横梁(36)连接，所述的弯曲刚度加载横梁(36)通过两个弯曲加压垫板(37)压在试验车身(3)上，所述的拉压力传感器(32)设在伺服升降机(31)与钢丝绳(29)连接位置，所述的定滑轮(33)分别固定在弯曲刚度加载装置底座(28)和弯曲刚度加载横梁(36)上，弯曲刚度加载装置底座(28)紧固支承在试验台地板(1)上。

9.按照权利要求3所述的乘用车白车身结构静刚度测试系统，其特征在于：所述的扭转刚度加载装置(45)是在所述的前支座总成(4)的结构基础上，增设伺服升降机(31)、升降机支架(30)、拉压力传感器(32)，所述的伺服升降机(31)通过升降机支架(30)固定在试验台地板(1)上，伺服升降机(31)的升降构件在前支座支承臂(5)的一端的上方与前支座支承臂(5)连接，所述的拉压力传感器(32)设在伺服升降机(31)与前支座支承臂(5)的连接位置。

10.按照权利要求2所述的乘用车白车身结构静刚度测试系统所采用的试验方法，所述的试验方法，包括试验车身(3)在所述测试系统的试验台上的安装过程和静刚度测试过程，其特征在于： 

所述的静刚度测试过程分别为弯曲刚度测试过程、扭转刚度测试过程，可对上述各测试过程择一进行或任意顺序先后进行，所述的安装过程和各测试过程的步骤分别如下： 

试验车身(3)安装过程：调整所述的约束装置(41)的后支座总成(2)和前支座总成(4)的相对位置；调整同一总成的两个支承之间的相对位置，所述的约束装置(41)与试验车身(3)的车身前后各两个悬置点联结； 

弯曲刚度测试过程：通过所述的计算机控制单元控制所述的弯曲刚度加载装置(44)对试验车身(3)加载，试验车身(3)的前、后端由约束装置(41)固定，使试验车身(3)的中间产生向下的弯曲；通过弯曲刚度加载装置(44)中的传感器获取弯曲负载的数值，通过车身弯曲挠度测量装置(46)中的传感器获取试验车身(3)的弯曲变形量和负载值，并通过信号线路将所获得的弯曲负载的数值和不同负载下的弯曲变形量的信号传递给所述的计算机控制单元；计算机控制单元根据设定的运算程序对负载和变形数据进行处理，计算得出试验车身(3)的弯曲刚度值； 

扭转刚度测试过程：通过所述的计算机控制单元控制所述的扭转刚度加载装置(45)对试验车身(3)加载，试验车身(3)的后端由约束装置(41)固定，使试验车身(3)的前端产生扭转；通过扭转刚度加载装置(45)中的传感器获取扭转负载的数值，通过车身扭转角度测量装置(47)中的传感器获取试验车身(3)的弯曲变形量，并通过信号线路将所获得的扭转负载数值和不同负载下的扭转变形量的信号传递给所述的计算机控制单元；所述的计算机控制单元根据设定的运算程序对负载和变形数据进行处理，计算得出试验车身(3)的扭转刚度值。 

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