CN103033347A - 一种扶手试验装置及扶手强度测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扶手试验装置及扶手强度测试方法，旨在提供一种能够模拟扶手实际使用情况，以不同的角度、更加全面的对扶手进行测试，能够对扶手的强度性能及乘员使用时的安全性进行准确判断的扶手试验装置及强度测试方法。扶手试验装置包括拉力机台、上安装座、用于固定扶手的下安装座及可调节倾斜角度的角度调节座，所述下安装座设置在角度调节座上，所述上安装座用于连接扶手与拉力机台。强度测试方法是通过将扶手固定在下安装座上进行测试。

Description

一种扶手试验装置及扶手强度测试方法

技术领域

    本发明涉及一种扶手试验装置，具体涉及一种扶手试验装置及扶手强度测试方法。

背景技术

随着汽车工业的不断发展，汽车各零部件的产品性能要求也越来越高。汽车的扶手是汽车上的一个普通的零件，主要用于给汽车的乘员扶持，保持身体平衡；由于扶手结构简单，使得汽车制造过程中对扶手强度性能的检测较为简单。一般的测试过程如下：将扶手倒置的固定在支架的横梁上，然后通过吊绳在扶手下方悬置重物；只要在一定时间内扶手不发生形变或断裂，即判断为扶手强度合格。这种试验装置不仅安装不便，而且会降低试验效率。为了便于扶手强度的测试，有发明人设计了相应的试验装置，例如，中国专利公开号CN201788085U，公开日2011年4月6日，发明创造的名称为一种汽车乘客扶手最大静载力试验装置，该申请案公开了一种汽车乘客扶手最大静载力试验装置,包括台架主体、负载调节装置、力传感器调节装置、两个三角支架、上扶手夹具和下扶手夹具,所述两个三角支架设置在所述台架主体上,乘客扶手安装在所述两个三角支架之间;所述上扶手夹具夹紧乘客扶手,所述力传感器调节装置的一端通过所述上扶手夹具与所述乘客扶手连接,所述力传感器调节装置的另一端通过所述下扶手夹具与所述负载调节装置连接。这种试验装置只能在竖直的方向上检测扶手的最大静载力，通过最大静载力的测试来判断扶手极限强度是否达到要求；但这种试验装置和测试方法不能够多角度、全方位的对扶手的强度性能进行检测，对于扶手的抗疲劳强度等性能也不能进行检测；由于扶手在实际的使用过程中的受力情况是不同的，在实际使用过程中由于乘员的身高不同、乘员所处位置的不同都会使扶手受到不同方向的外力；目前扶手试验装置及测试方法，由于没有考虑到扶手的实际使用情况，因此不能够对扶手的强度性能及乘员使用时的安全性进行准确的判断。

发明内容

本发明的是为了克服现有的扶手试验装置及测试方法没有考虑到扶手的实际使用情况，仅测试了竖直的方向上扶手极限强度，不能够对扶手的强度性能及乘员使用时的安全性进行准确的判断的问题，提供一种便于安装、操作，而且能够模拟扶手实际使用情况，以不同的角度、更加全面的对扶手进行测试，能够对扶手的强度性能及乘员使用时的安全性进行准确判断的扶手试验装置及强度测试方法。

本发明的技术方案是：

    一种扶手试验装置，包括拉力机台、上安装座、用于固定扶手的下安装座及可调节倾斜角度的角度调节座，所述下安装座设置在角度调节座上，所述上安装座用于连接扶手与拉力机台。本方案通过将扶手固定在下安装座上，然后通过上安装座连接扶手与拉力机台，并通过拉力机台施加拉力对扶手的强度进行检测，不仅便于安装、操作；而且还可以通过角度调节座调节倾斜角度，使扶手处于各种不同的角度，从而实现拉力机台的拉力方向不变的情况下，对扶手进行不同方向的拉力测试，能够更加全面的对扶手的强度进行测试，进而对扶手的强度性能及乘员使用时的安全性进行准确判断。

    作为优选，角度调节座包括固定基座及一端通过转轴可转动的设置基座顶面的调节板，所述固定基座顶面上设有相互平行的两T形槽，所述转轴与T形槽相垂直；两T形槽内分别可滑动的设有T形滑块，T形滑块顶面上设有支撑立柱，两支撑立柱上相对的两侧面分别设有一由下往上延伸的长条形导向孔；所述调节板设于两支撑立柱之间，调节板上与支撑立柱相对的两侧面上设有凸杆，凸杆可滑动的设于导向孔内，凸杆上设有螺纹，一螺母设于凸杆上且螺母位于调节板外侧；所述下安装座设置在调节板上。通过旋转调节板，并配合可移动的支撑立柱，当调节板的角度调节好后，可以通过锁紧螺母来固定调节板。由于调节板、支撑立柱与固定基座顶面构成一个三角形，利用三角形的稳定性，可以更好固定调节板。通过旋转调节板，可以调节扶手的安装角度，从而实现拉力机台的拉力方向不变的情况下，对扶手进行不同方向的拉力测试，能够更加全面的对扶手的强度进行测试，并且也更加符合扶手的实际试验情况。

 作为优选，支撑立柱的横截面呈矩形，支撑立柱上与导向孔所在侧面相邻的侧面上也设有下往上延伸的长条形限位孔；一锁紧螺栓穿过限位孔固定在支撑立柱上且锁紧螺栓位于凸杆上方。当调节板的角度调节好并通过螺母锁紧后，可以移动锁紧螺栓将锁紧螺栓抵及凸杆的上表面，然后拧紧锁紧螺栓，由于在测试过程中拉力方向朝上，因此，锁紧螺栓可以将调节板牢靠的固定在支撑立柱上。

作为优选，两支撑立柱的顶部设有一顶杆连接两支撑立柱。两支撑立柱的顶部设有一顶杆连接两支撑立柱，不仅可以提高支撑立柱的强度，还可以便于支撑立柱的移动操作，便于调节板的固定。

作为优选，上安装座包括U形支座及连接杆，U形支座包括两侧板，连接杆的两端固定在U形支座的两侧板上部；所述下安装座包括底座、呈T字形的下支架，所述底座上设有一凸台，凸台顶面设有一固定孔，凸台侧面设有销孔；所述下支架下部也对应的设有销孔，下支架下部设于固定孔内，所述销孔内设有定位销；所述底座通过螺栓固定在调节板上，所述扶手固定在下支架上。将扶手通过螺栓固定在下安装座上并将扶手套在U形支座内，然后将拉力机台的挂钩与连接杆连接，便于试验的操作。本方案的U形支座使得拉力机台的拉力可以更加稳定的施加于扶手上。同时，下支架可以通过定位销可拆卸的固定在底座上，有利于更换下支架,不仅便于安装、维护；还可以通过更换下支架以适用于各种不同型号的扶手的安装需要。

作为优选，下支架包括由方钢构成的横梁及设置在横梁中部的纵杆，横梁中部设有一贯穿横梁顶面和底面的通孔，所述纵杆设于通孔内且纵杆的顶部位于横梁顶面上方。由于纵杆贯穿横梁顶面和底面，并与梁顶面和底面连接，可以极大地提高下支架的强度。

作为优选，连接杆呈几字形。连接杆呈几字形，有利于试验操作。

作为优选，U形支座下部设有U形橡胶垫。U形橡胶垫的设置增大了U形支座与扶手的接触面积，在试验过程中不仅可以对扶手起到保护作用，重要的是U形橡胶垫可以模拟人手对扶手施加拉力，提高试验的真实性。

作为优选，两侧板上设有由侧板上部往下延伸的长条孔，连接杆穿过长条孔，且连接杆的两端分别通过螺母锁紧固定在侧板上。

一种应用扶手试验装置进行的扶手强度测试方法，其特征是，首先，通过螺栓将扶手固定在下安装座上，并将调节板调整至水平位置；然后依次通过以下步骤进行测试：

第一，在5至6分钟的时间内将扶手试验装置施加于扶手的拉力由零逐渐增加至3000N；

第二，保持3000N的拉力不变，时间为1至2分钟；

第三，在0.5至1分钟的时间内将施加于扶手的拉力由3000N降至1000N，并保持1000N的拉力状态3至5分钟；

第四，在0.5至1分钟的时间内将施加于扶手的拉力由1000N升至2000N，接着在0.05至0.1分钟的时间内将施加于扶手的拉力由2000N降至1000N，如此循环20至50次；

第五，将施加于扶手的拉力降至零，并保持零拉力状态2至5分钟；接着在1至2分钟的时间内将施加于扶手的拉力由零逐渐增加至3000N；并保持3000N拉力状态5至10分钟；

接着，分别将调节板的倾斜角调节至：15度，30度，45度，60度和80度，并依次进行与调节板处于水平位置时的测试步骤相同的测试。

本发明的有益效果是：便于安装、操作，而且能够以不同的角度，更加全面的对扶手进行测试。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明的上安装座的一种结构示意图。

图3是本发明的下支架的一种结构示意图。

图中：拉力机台1、上安装座2、下支架3、底座4、角度调节座5、定基座6、调节板7、转轴8、T形槽9、支撑立柱10、导向孔11、凸杆12、限位孔13、锁紧螺栓14、顶杆15、连接杆16、U形支座17、橡胶垫18、横梁19、纵杆20、扶手21。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1，如图1所示，一种扶手试验装置，包括拉力机台1、上安装座2、用于固定扶手21的下安装座及可调节倾斜角度的角度调节座5。

如图1、图3所示，下安装座包括底座4、呈T字形的下支架3。所述底座4上设有一凸台，凸台顶面设有一固定孔，凸台侧面设有销孔。所述下支架3下部也对应的设有销孔，下支架3下部设于固定孔内，所述销孔内设有定位销。具体的说是，下支架3包括由方钢构成的横梁19及设置在横梁中部的纵杆20。横梁19中部设有一贯穿横梁顶面和底面的通孔，所述纵杆设于通孔内且纵杆的顶部位于横梁顶面上方。扶手21通过螺钉固定在下支架的横梁19顶面上。

如图1、图2所示，上安装座2包括U形支座17及连接杆16。U形支座17包括两侧板，连接杆16的两端固定在U形支座的两侧板上部，具体说是，两侧板上设有由侧板上部往下延伸的长条孔，连接杆穿过长条孔，且连接杆的两端分别通过螺母锁紧固定在侧板上。连接杆16呈几字形。U形支座17下部设有U形橡胶垫18。上安装座2用于连接扶手21与拉力机台1；具体说是，拉力机台上设有挂钩，挂钩与连接杆相连接。

如图1所示，角度调节座5包括固定基座6及一端通过转轴8可转动的设置基座顶面的调节板7。所述固定基座6顶面上设有相互平行的两T形槽9，所述转轴8与T形槽9相垂直。两T形槽9内分别可滑动的设有T形滑块，T形滑块顶面上设有支撑立柱10，两支撑立柱的顶部设有一顶杆15连接两支撑立柱。支撑立柱10的横截面呈矩形，两支撑立柱上相对的两侧面分别设有一由下往上延伸的长条形导向孔11。所述调节板7设于两支撑立柱10之间，调节板7上与支撑立柱相对的两侧面上设有凸杆12。凸杆12可滑动的设于导向孔11内。凸杆12上设有螺纹，一螺母设于凸杆12上且螺母位于调节板外侧。支撑立柱10上与导向孔11所在侧面相邻的侧面上也设有下往上延伸的长条形限位孔13。一锁紧螺栓14穿过限位孔13固定在支撑立柱上且锁紧螺栓14位于凸杆12上方。所述下安装座的底座4通过螺钉设置在调节板7上。

如图1所示，将扶手21通过螺钉固定在下支架的横梁19顶面上，并将下支架固定在底座4上。接着，通过旋转调节板7使扶手处于不同的固定角度，并固定调节板。然后，将上安装座2的U形支座17套在扶手21上，并将拉力机台的挂钩挂在连接杆上。拉力机台在试验过程中朝上施加拉力。本发明通过旋转调节板7使扶手处于不同的固定角度，来实现拉力机台的拉力方向不变的情况下，对扶手进行不同方向的拉力测试，能够更加全面的对扶手的强度进行测试，并且也更加符合扶手的实际试验情况；进而对扶手的强度性能及乘员使用时的安全性进行准确判断。

实施例2，一种应用实施例1中的扶手试验装置进行的扶手强度测试方法，如图1所示，首先，将扶手21固定在下安装座的下支架的横梁19顶面上，并将调节板7调整至水平位置；然后依次通过以下步骤进行测试：

第一，通过拉力机台在5至6分钟的时间内将施加于扶手21的拉力由零逐渐增加至3000N，且拉力由零逐渐增加至3000N的过程是一个线性变化的过程。

在第一步的测试中，拉力由零逐渐增加可以精确的判断出在0至3000N的拉力范围内，扶手的极限强度是否符合要求；而且一旦在这个测试过程中扶手出现形变或开裂等不良，试验人员可以通过秒表记录下该时刻前试验过程所经历的时间，然后更具公式F=Kt（其中F是t时刻的拉力，t是试验所经历的时间,K是线性常数）准确的判断出扶手所承受的极限拉力。

第二，保持3000N的拉力不变，时间为1至2分钟。第二步骤，是为了测试扶手在足够大的拉力下进行测试，检测扶手的承受情况，保证扶手在实际使用过程中的安全性。

第三，在0.5至1分钟的时间内将施加于扶手的拉力由3000N降至1000N，并保持1000N的拉力状态3至5分钟。

第四，在0.5至1分钟的时间内将施加于扶手的拉力由1000N升至2000N，接着在0.05至0.1分钟的时间内将施加于扶手的拉力由2000N降至1000N，如此循环20至50次。

第四步骤是为了在短时间内，可以较为准确的判断出扶手的疲劳强度极限。由于扶手在1000N至2000N的拉力范围内循环测试，拉力测试的基数大（基数为1000N），这样可以极大的缩短疲劳强度极限的测试过程。另一方面，拉力上述的时间为0.5分钟，而下降过程为0.1分钟，这样的设置不仅可以缩短测试时间，而且符合扶手实际受力的情况，扶手在受力时通常会经历一个较长的过程，而在释放时是瞬间释放的。

第五，将施加于扶手的拉力降至零，并保持零拉力状态2至5分钟；接着在1至2分钟的时间内将施加于扶手的拉力由零逐渐增加至3000N；并保持3000N拉力状态5至10分钟。

第五步骤的测试是为了在扶手进行疲劳强度测试后，再次对扶手的极限强度进行测试，保证扶手在实际使用过程中的安全性。

接着，分别将调节板的倾斜角调节至：15度，30度，45度，60度和80度，并依次进行与调节板处于水平位置时的测试步骤相同的测试。

将扶手置于不同的角度下进行测试，是为了充分模拟扶手在实际使用时的受力情况；通过使扶手处于不同的固定角度，实现拉力机台的拉力方向不变的情况下，对扶手进行不同方向的拉力测试，能够更加全面的对扶手的强度进行测试，进而对扶手的强度性能及乘员使用时的安全性进行准确判断。

实施例3，一种应用实施例1中的扶手试验装置进行的扶手强度测试方法：

通过螺钉将扶手固定在下安装座的下支架上，接着对对扶手进行预处理，预处理步骤如下依次进行：

第一，将下支架与扶手置于温度在50至100℃的干燥环境中，放置5至10分钟；接着立即将下支架与扶手置于温度在0至10℃的干燥环境中，放置5至10分钟。如此循环10至20次。

第二，将下支架与扶手置于温度在50至100℃的干燥环境中，放置5至10分钟；接着立即将下支架与扶手置于室温环境下，并立即用15至25℃的冷水喷淋扶手3至5分钟。如此循环5至10次。

第三，将下支架与扶手置于室温环境下放置1至3小时。

至此完成扶手的预处理；然后将扶手和下支架固定在底座上。接下来的测试过程参照实施例2。

本实施例的目的是为了模拟扶手在长时间使用后，扶手的强度性能是否满足要求。通过将扶手与下支架置于冷热交替及冷热、干湿交替的环境下进行苛刻的处理，以此来模拟扶手经历长时间的实际使用。然后在对扶手进行测试，可以更加全面的对扶手的强度进行测试，进而对扶手的强度性能及乘员使用时的安全性进行准确判断。另一方面，将扶手通过螺钉固定在下支架上后，将下支架与扶手一同进行预处理的目的是为了，使扶手的螺钉固定结构也一同经历冷热交替及冷热、干湿交替的环境；以此来对扶手的螺钉固定结构进行使用安全上的判断。

Claims (10)

1. 一种扶手试验装置，其特征是，包括拉力机台（1）、上安装座（2）、用于固定扶手（21）的下安装座及可调节倾斜角度的角度调节座（5），所述下安装座设置在角度调节座上，所述上安装座用于连接扶手与拉力机台。

2.根据权利要求1所述的一种扶手试验装置，其特征是，所述角度调节座（5）包括固定基座（6）及一端通过转轴（8）可转动的设置基座顶面的调节板（7），所述固定基座顶面上设有相互平行的两T形槽（9），所述转轴与T形槽相垂直；两T形槽内分别可滑动的设有T形滑块，T形滑块顶面上设有支撑立柱（10），两支撑立柱上相对的两侧面分别设有一由下往上延伸的长条形导向孔（11）；所述调节板（7）设于两支撑立柱之间，调节板上与支撑立柱相对的两侧面上设有凸杆（12），凸杆可滑动的设于导向孔内，凸杆上设有螺纹，一螺母设于凸杆上且螺母位于调节板外侧；所述下安装座设置在调节板上。

3..根据权利要求2所述的一种扶手试验装置，其特征是，所述支撑立柱（10）的横截面呈矩形，支撑立柱上与导向孔所在侧面相邻的侧面上也设有下往上延伸的长条形限位孔（13）；一锁紧螺栓（14）穿过限位孔固定在支撑立柱上且锁紧螺栓位于凸杆上方。

4.根据权利要求2或3所述的一种扶手试验装置，其特征是，两支撑立柱的顶部设有一顶杆（15）连接两支撑立柱。

5.根据权利要求1所述的一种扶手试验装置，其特征是，所述上安装座（2）包括U形支座（17）及连接杆（16），U形支座包括两侧板，连接杆的两端固定在U形支座的两侧板上部；所述下安装座包括底座（4）、呈T字形的下支架（3），所述底座上设有一凸台，凸台顶面设有一固定孔，凸台侧面设有销孔；所述下支架下部也对应的设有销孔，下支架下部设于固定孔内，所述销孔内设有定位销；所述底座（4）通过螺栓固定在调节板（7）上，所述扶手（21）固定在下支架（3）上。

6.根据权利要求5所述的一种扶手试验装置，其特征是，所述下支架（3）包括由方钢构成的横梁（19）及设置在横梁中部的纵杆（20），横梁中部设有一贯穿横梁顶面和底面的通孔，所述纵杆设于通孔内且纵杆的顶部位于横梁顶面上方。

7.根据权利要求5或6所述的一种扶手试验装置，其特征是，连接杆呈几字形。

8.根据权利要求5或6所述的一种扶手试验装置，其特征是，所述U形支座下部设有U形橡胶垫（18）。

9.根据权利要求5或6所述的一种扶手试验装置，其特征是，两侧板上设有由侧板上部往下延伸的长条孔，连接杆穿过长条孔，且连接杆的两端分别通过螺母锁紧固定在侧板上。

10.应用权利要求1中所述的一种扶手试验装置进行的扶手强度测试方法，其特征是，首先，将扶手固定在下安装座上，并将调节板调整至水平位置；然后依次通过以下步骤进行测试：

第一，在5至6分钟的时间内将施加于扶手的拉力由零逐渐增加至3000N；且拉力由零逐渐增加至3000N的过程是一个线性变化的过程；

第二，保持3000N的拉力不变，时间为1至2分钟；

第三，在0.5至1分钟的时间内将施加于扶手的拉力由3000N降至1000N，并保持1000N的拉力状态3至5分钟；

第四，在0.5至1分钟的时间内将施加于扶手的拉力由1000N升至2000N，接着在0.05至0.1分钟的时间内将施加于扶手的拉力由2000N降至1000N，如此循环20至50次；

第五，将施加于扶手的拉力降至零，并保持零拉力状态2至5分钟；接着在1至2分钟的时间内将施加于扶手的拉力由零逐渐增加至3000N；并保持3000N拉力状态5至10分钟；

接着，分别将调节板的倾斜角调节至：15度，30度，45度，60度和80度，并依次进行与调节板处于水平位置时的测试步骤相同的测试。

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