CN103616153A - 一种汽车薄壁件在碰撞实验中的动态性能参数对标装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车薄壁件在碰撞实验中的动态性能参数对标装置，包括与碰撞台车左、右前端垂直连接的左、右安装板。传力横梁左端部的后侧与左安装板连接，右端部的后侧与右安装板连接。左定位板与传力横梁左端部的前侧连接，右定位板与传力横梁右端部的前侧连接。被测左薄壁件的一端与左连接板连接，左连接板与左定位板连接。被测右薄壁件的一端与右连接板连接，右连接板与右定位板连接。被测左薄壁件和被测右薄壁件的另一端分别正对碰撞刚性墙壁。本发明能够减小对标干扰因素，重现钣金材料在碰撞大变形过程中的响应情况，有效提高材料动态特性参数的精度，进而提高碰撞仿真的精度，降低整车碰撞开发成本。

Description

一种汽车薄壁件在碰撞实验中的动态性能参数对标装置

技术领域

本发明涉及汽车部件性能测试工装，具体涉及一种汽车薄壁件在碰撞实验中的动态性能参数对标装置。

背景技术

为了准确仿真模拟汽车碰撞结果，在碰撞仿真模型的建立过程中需要输入大量准确的参数，其中材料性能参数就极为重要。但是，利用高速动态材料试验机进行试验所获取的材料参数精度难以满足碰撞仿真分析的需求。通过整车碰撞试验以及整车碰撞仿真分析，可实现对薄壁件的材料动态特性参数的对标和修正。但在对整车进行对标的过程当中，存在着大量影响因子和干扰因素，很难达到预期效果。涉及仿真模拟汽车碰撞结果的现有技术较多，如CN2703686Y公开的一种汽车正面台车碰撞试验装置，属于一种汽车被动安全试验系统。制动波形控制器后端固定板固定在地面上，两侧横梁与钢筒固定连接，该钢筒两侧各固定连接了两个加强筋，该钢筒内腔充满液压油，波形控制杆左端固定，右端与活塞内腔滑动接触，活塞与钢筒内腔滑动连接，活塞左端为冲击面，右端开有流液孔；滑台平台通过滚珠与地面滚动接触，滑动平台上固定白车身，白车身上按实车位置固定连接仪表板、转向盘及安全气囊、安全带、前排座椅和假人。优点在于：可以使平台在碰撞过程模拟出任何一个实车碰撞方式下的动力学过程。又如CN103017722A公开的一种基于CAE的正面碰撞仿真测量车身变形量的方法。根据车身结构建立模型后，在车身后部地板纵梁上选取不变形区域的一个点为基础，创建一个三个方向的刚性梁单元，在前围挡板、A柱、IP横梁及转向管柱上分别选取若干测量目标点，在测量目标点和梁单元的原点之间设置三向弹簧单元，根据试验需要加载碰撞条件进行碰撞仿真，对碰撞后模型的每个测量目标点输出三向弹簧单元的各向变形量。本发明能利用计算机仿真模拟碰撞后前围挡板、A柱、IP横梁及转向管柱的变形量，评估车身结构是否满足设计要求，减少车辆设计过程中的试验成本。但是，都没有涉及到关于汽车薄壁件台车碰撞实验中的对标装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车薄壁件在碰撞实验中的动态性能参数对标装置，能够减小对标干扰因素，反应钣金材料在碰撞大变形过程中的响应情况，有效提高材料动态特性参数的精度，进而提高碰撞仿真的精度，降低整车碰撞开发成本。

本发明所述汽车薄壁件在碰撞实验中的动态性能参数对标装置，包括与碰撞台车左前端垂直连接的左安装板、与碰撞台车右前端垂直连接的右安装板，所述碰撞台车左前端和碰撞台车右前端的结构相同。一传力横梁左端部的后侧与所述左安装板连接，所述传力横梁右端部的后侧与所述右安装板连接。一左定位板与所述传力横梁左端部的前侧连接，一右定位板与所述传力横梁右端部的前侧连接。一被测左薄壁件的一端与一左连接板垂直连接，所述左连接板与所述左定位板对应贴合，并通过多套螺纹紧固件连接。一被测右薄壁件的一端与一右连接板垂直连接，所述右连接板与所述右定位板对应贴合，并通过多套螺纹紧固件连接。所述被测左薄壁件和被测右薄壁件的结构相同，并且所述被测左薄壁件和被测右薄壁件的另一端分别正对碰撞刚性墙壁。

进一步，所述左安装板的左部和所述右安装板右部分别设有多个横向的条形孔，所述传力横梁的左端部和有端部分别设有与所述条形孔相对应过孔，所述传力横梁通过多套螺纹紧固件一一与所述多个条形孔及相对应的过孔配合，与所述左安装板和右安装板连接在一起。

进一步，所述传力横梁由两根平行布置的横方管和固定连接在两根横方管之间的四根纵方管组成，其中两根纵方管位于所述传力横梁的左部，另外两根纵方管位于所述传力横梁的右部。

本发明的工作原理为：首先卸下碰撞台车前端原有碰撞块，正确安装上本发明装置后，然后以某一速度撞击刚性墙壁，最后获取薄壁件的变形和台车的加速度。这两项参数可用于材料动态特性参数精度的对标。

本发明所述汽车薄壁件在碰撞实验中的动态性能参数对标装置，将薄壁件（替代台车前端原有自带碰撞部件）安装在卸下自带碰撞块的台车前端进行碰撞试验。相对于整车碰撞试验，减小了对标干扰因素，能够反应钣金材料在碰撞大变形过程中的响应情况，有效提高了材料动态特性参数的精度，运用碰撞试验与仿真对标技术，实现材料参数的对标和修正，进而提高碰撞仿真的精度，降低了整车碰撞开发成本。

附图说明

图1为本发明的轴测图；

图2为图1左半部的结构示意图；

图3为本发明中传力梁的主视图；

图4为被测左薄壁件焊接在左连接板上的结构示意图；

图5为薄壁件材料动态特征参数对标流程图。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明进行详细阐述。

参见图1至图4所示，该汽车薄壁件在碰撞实验中的动态性能参数对标装置，包括与碰撞台车左前端1垂直连接的左安装板2、与碰撞台车右前端11垂直连接的右安装板21，所述碰撞台车左前端1和碰撞台车右前端11的结构相同。

一传力横梁3左端部的后侧与所述左安装板2连接，传力横梁3右端部的后侧与所述右安装板21连接。所述传力横梁3由两根平行布置的横方管31和固定连接在两根横方管31之间的四根纵方管32组成，其中两根纵方管32位于所述传力横梁的左部，另外两根纵方管32位于所述传力横梁的右部。

一左定位板4与所述传力横梁3左端部的前侧连接，一右定位板41与所述传力横梁3右端部的前侧连接。所述左安装板2的左部和所述右安装板21右部分别设有多个横向的条形孔，所述传力横梁3的左端部和有端部分别设有与所述条形孔相对应过孔，所述传力横梁3通过多套螺纹紧固件7一一与所述多个条形孔及相对应的过孔配合，与所述左安装板2和右安装板21连接在一起。

一被测左薄壁件5的一端与一左连接板51垂直连接，所述左连接板与所述左定位板4对应贴合，并通过多套螺纹紧固件7连接。一被测右薄壁件6的一端与一右连接板61垂直连接，所述右连接板与所述右定位板41对应贴合，并通过多套螺纹紧固件7连接。所述被测左薄壁件5和被测右薄壁件6的结构相同，并且所述被测左薄壁件5和被测右薄壁件6的另一端分别正对碰撞刚性墙壁8。

安装时，左连接板51及右连接板61的厚度应足够厚，以保证焊接工艺后的平整度。被测左薄壁件5和被测右薄壁件6的长度要适中，以避免因预留压缩空间不足而导致的台车损坏。被测左薄壁件5和被测右薄壁件6的几何尺寸及加工工艺要有较高的一致度。待测薄壁件可以是汽车纵梁或汽车碰撞吸能盒等薄壁件。

安装完成后，准备好碰撞试验用数据采集、牵引、灯光摄像系统等。启动台车撞击刚性墙壁8，采集被测左薄壁件5和被测右薄壁件6的碰撞变形和台车加速度，该数据可以用于薄壁件材料动态特性参数的对标工作。

对标过程参见图5所示。借助本装置，且按照碰撞试验操作规范流程得到试验“响应参数”；按照碰撞CAE分析规范得到仿真“响应参数”；对标响应参数（薄壁件变形及台车加速度曲线）的差异；当差异较大时，修正材料动态特性参数（应力应变曲线），修正方法如本构模型拟合、参数偏置、参数缩放等手段；将修正后的参数重新输入仿真模型；再次对标仿真与试验“响应参数”上的差异，评估差异大小，当差异较大时再次对材料动态特性参数进行修正。如此循环，直到对标差异可接受为止。

Claims (3)

1.一种汽车薄壁件在碰撞实验中的动态性能参数对标装置，包括与碰撞台车左前端（1）垂直连接的左安装板（2）、与碰撞台车右前端（11）垂直连接的右安装板（21），所述碰撞台车左前端和碰撞台车右前端的结构相同，其特征是：

一传力横梁（3）左端部的后侧与所述左安装板（2）连接，所述传力横梁右端部的后侧与所述右安装板（21）连接；

一左定位板（4）与所述传力横梁（3）左端部的前侧连接，一右定位板（41）与所述传力横梁（3）右端部的前侧连接；

一被测左薄壁件（5）的一端与一左连接板（51）垂直连接，所述左连接板与所述左定位板（4）对应贴合，并通过多套螺纹紧固件（7）连接；

一被测右薄壁件（6）的一端与一右连接板（61）垂直连接，所述右连接板与所述右定位板（41）对应贴合，并通过多套螺纹紧固件（7）连接；

所述被测左薄壁件（5）和被测右薄壁件（6）的结构相同，并且所述被测左薄壁件（5）和被测右薄壁件（6）的另一端分别正对碰撞刚性墙壁（8）。

2.根据权利要求1所述的一种汽车薄壁件在碰撞实验中的动态性能参数对标装置，其特征是：所述左安装板（2）的左部和所述右安装板（21）右部分别设有多个横向的条形孔，所述传力横梁（3）的左端部和右端部分别设有与所述条形孔相对应过孔，所述传力横梁（3）通过多套螺纹紧固件（7）一一与所述多个条形孔及相对应的过孔配合，与所述左安装板（2）和右安装板（21）连接在一起。

3.根据权利要求1或2所述的一种汽车薄壁件在碰撞实验中的动态性能参数对标装置，其特征是：所述传力横梁（3）由两根平行布置的横方管（31）和固定连接在两根横方管之间的四根纵方管（32）组成，其中两根纵方管位于所述传力横梁的左部，另外两根纵方管位于所述传力横梁的右部。

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