CN104236830A - 一种重型卡车消声器结构寿命试验装置及寿命试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重型卡车消声器结构寿命试验装置及寿命试验方法重卡消声器通过固定工装安装在电控振动台上,电控振动台与控制电控振动台振动的控制系统连接。本发明的重卡消声器寿命试验装置及应用所述试验装置进行寿命试验的方法,能够模拟重卡在不同的道路载荷工况下,消声器所受的载荷,完成重卡消声器模拟道路载荷下的寿命试验,缩短试验时间,节省试验成本,提高开发效率。本发明的装置及方法适用不同项目,通用性强。
Description
技术领域
本发明涉及重型卡车消音器试验方法领域,具体是一种重型卡车消声器结构寿命试验装置及寿命试验方法。
背景技术
重型卡车通常发动机排量大,功率大,所以消声器容积设计较大,且随着排放和噪声法规的加严以及客户对整车噪声要求的提高,重卡消声器内部结构复杂,通常集成了SCR后处理系统,使得消声器的重量变大,而重卡消声器由于容积大,重量大,通常布置在侧面且有很多安装支架,有时为了外观或清洁要求,会增加护板等附属零件,这使得消声器的强度及寿命会产生很大的降低,重卡道路耐久试验成本高,周期长,很少主机厂会专门为消声器零件而单独去跑寿命试验,消声器的强度校核很大程度依赖有限元分析,分析载荷及分析模型都会经过一定程度简化,与实际工作状态存在很大差距。
发明内容 本发明的目的是提供一种重型卡车消声器结构寿命试验装置及寿命试验方法,以解决现有技术重卡消声器试验数据不可靠的问题。
为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案为:
一种重型卡车消声器结构寿命试验装置,其特征在于:包括电动振动台、与电动振动台连接的控制系统,重卡消声器通过固定工装安装在电动振动台上,所述固定工装包括固定安装在电动振动台上的底板,重卡消声器固定在底板上,所述底板上还垂直连接有多个支撑杆,每个支撑杆顶端分别连接有水平压在重卡消声器顶部的压板。
所述的一种重型卡车消声器结构寿命试验装置,其特征在于: 所述底板通过螺栓固定安装在电动振动台上。
所述的一种重型卡车消声器结构寿命试验装置,其特征在于:所述的控制系统中预设有50h等效道路试验随机载荷谱PSD1,重卡道路试验随机载荷谱PSD为重卡整车在标准道路试验中采集的重卡消声器加速度载荷随机振动载荷谱,振动台输入随机载荷谱以道路试验中采集的随机载荷PSD为基础,通过一定的强化及安全系数计算后的50h等效道路试验随机载荷谱PSD1作为初始振动台振动输入, 有效评估重卡消声器通过特定道路循环试验的寿命。
一种寿命试验方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)、将待试验的重卡消声器安装到电控振动台上;
(2)、向控制系统输入重卡道路试验随机载荷谱PSD,所述的电控振动台根据重卡道路试验随机载荷谱PSD数据振动,带动通过固定工装2固定安装的重卡消声器振动。
(3)、对重卡消声器在整车道路载荷工况下进行加速度测试,根据等效疲劳原理,对重卡道路试验随机载荷谱PSD进行一定强化放大处理,使试验时间为50h等效道路试验随机载荷谱PSD1与原始测试重卡道路试验随机载荷谱PSD损伤相同,对振动台加初始随机载荷谱PSD2等于PSD1,监控重卡消声器上与道路加速度同一测点的加速度随机载荷谱响应PSD3,不断调整PSD2的输入,使得重卡消声器的加速度响应谱PSD3与50h等效道路试验随机载荷谱PSD1一致。
所述的寿命试验方法,其特征在于:所述重卡消声器在电控振动台上进行试验时,试验向控制系统输入调整标定后的消声器道路测试载荷谱PSD1,电控振动台根据标定后的载荷谱数据进行振动,基本试验时间为50h,根据不同设计安全系数,试验时间可以适当延长,但一般控制在100h以内,安全系数一般控制在1.7~2以内。
所述的寿命试验方法,其特征在于:所述重卡消声器在电控振动台上进行试验时,当电控振动台根据整车道路试验载荷谱数据进行试验时,通过控制系统对电控振动台输入整车道路试验载荷谱数据进行放大或调整,从而调整施加到重卡消声器上的试验载荷,可以进一步缩短试验时间。
所述的寿命试验方法,其特征在于:根据重卡消声器薄弱区域位置及方向,调整重卡消声器在电控振动上的安装方向,可以对重卡消声器不同位置进行寿命试验。
所述的寿命试验方法,其特征在于:所述的试验验证范围不但包括重卡消声器本身,还可以验证焊接在重卡消声器上其他附属部件
本发明有益效果如下:
本发明的重卡柴油机寿命试验装置及应用试验装置进行寿命试验的方法,通过一个支架固定工装,使重卡消声器总成系统通过支架固定工装安装在电控振动台中,再通过控制系统对电振动台施加道路随机载荷谱,从而能够道路载荷,完成重卡消声器寿命试验,缩短试验时间,节省试验成本,提高开发效率。本发明的装置及方法适用不同项目,通用性强。
附图说明
图1为本发明所述的重卡消声器寿命试验装置的结构示意图。
图2为本发明所述的随机载荷功率谱密度曲线图。
具体实施方式
如图1所示,一种重型卡车消声器结构寿命试验装置,包括电动振动台3、与电动振动台3连接的控制系统4,重卡消声器1通过固定工装2安装在电动振动台3上,固定工装2包括固定安装在电动振动台上的底板5,重卡消声器1固定在底板5上,底板5上还垂直连接有多个支撑杆6,每个支撑杆6顶端分别连接有水平压在重卡消声器1顶部的压板7。
底板5通过螺栓固定安装在电动振动台3上。
控制系统4中预设有50h等效道路试验随机载荷谱PSD1,重卡道路试验随机载荷谱PSD为重卡整车在标准道路试验中采集的重卡消声器加速度载荷随机振动载荷谱。振动台输入随机载荷谱以道路试验中采集的随机载荷PSD为基础,通过一定的强化及安全系数计算后的50h等效道路试验随机载荷谱PSD1作为初始振动台振动输入, 有效评估重卡消声器通过特定道路循环试验的寿命。
一种基于重型卡车消声器结构寿命试验装置的寿命试验方法,包括以下步骤:
(1)、将待试验的重卡消声器安装到电控振动台上;
(2)、向控制系统输入重卡道路试验随机载荷谱PSD,所述的电控振动台根据重卡道路试验随机载荷谱PSD数据振动,带动通过固定工装2固定安装的重卡消声器振动。
(3)、对重卡消声器在整车道路载荷工况下进行加速度测试,根据等效疲劳原理,对重卡道路试验随机载荷谱PSD进行一定强化放大处理,使试验时间为50h等效道路试验随机载荷谱PSD1与原始测试重卡道路试验随机载荷谱PSD损伤相同,对振动台加初始随机载荷谱PSD2等于PSD1,监控重卡消声器上与道路加速度同一测点的加速度随机载荷谱响应PSD3,不断调整PSD2的输入,使得重卡消声器的加速度响应谱PSD3与50h等效道路试验随机载荷谱PSD1一致。
重卡消声器在电控振动台上进行试验时,试验向控制系统输入调整标定后的消声器道路测试载荷谱PSD1,电控振动台根据标定后的载荷谱数据进行振动,基本试验时间为50h,根据不同设计安全系数,试验时间可以适当延长,但一般控制在100h以内,安全系数一般控制在1.7~2以内。
重卡消声器在电控振动台上进行试验时,当电控振动台根据整车道路试验载荷谱数据进行试验时,通过控制系统对电控振动台输入整车道路试验载荷谱数据进行放大或调整,从而调整施加到重卡消声器上的试验载荷,可以进一步缩短试验时间。
根据重卡消声器薄弱区域位置及方向,调整重卡消声器在电控振动上的安装方向,可以对重卡消声器不同位置进行寿命试验。
试验验证范围不但包括重卡消声器本身,还可以验证焊接在重卡消声器上其他附属部件。
如图2所示,横坐标为频率,终坐标为功率谱密度,重卡消声器寿命试验装置进行寿命试验是以50h等效道路试验随机载荷谱PSD1作为重卡消声器振动台随机振动试验的加速度响应控制目标,不断调整振动台随机载荷谱输入曲线频谱形状和大小,使重卡消声器加速度响应谱PSD2的频谱曲线不但形状和PSD1一致,而且大小也要相同。
本发明中,对重卡消声器道路载荷进行路谱采集,采集完后对载荷进行压缩、分析、处理成可以输入到电振动台的随机载荷谱PSD。
本发明中,将重卡消声器1通过固定工装2安装到电动振动台3上,要求安装要牢固,不能在试验过程中松动。
本发明中,将道路载荷测试所得到的载荷谱作为重卡消声器在振动台上振动响应目标,调整振动台输入载荷谱PSD1,使得振动台在输入载荷谱PSD1条件下,重卡消声器响应谱PSD2与道路测试的载荷谱PSD一致,将PSD1作为振动台振动谱输入,完成重卡消声器寿命试验。
本发明中,试验周期的确定是根据道路载荷测试周期及循环数和整车总寿命要求根据等寿命设计疲劳原理,计算出一定放大系数PSD谱所对应的试验时间h1,而实际实验试验通常在计算理论试验时间基础上取一定安全系数1.7~2.0。
本发明为一种重卡消声器寿命试验装置,试验装置包括电控振动台3,电控振动台3上安装支架固定工装2,重卡消声器1通过固定工装2安装在电控振动台3上,所述的电控振动台3与控制电控振动台3振动的控制系统4连接。
固定工装2包括底板5,底板5上设置多个连接孔,穿过多个连接孔的多个螺栓将底板5与电控振动台3固定连接,底板5上安装数个支撑杆6,支撑杆6顶端安装压板7,通过压板7将重卡消声器1压紧在电控振动台3上。
控制系统设置为能够输入随机振动加速度载荷谱PSD,频率范围至少在5~400Hz。随机振动加速度载荷谱PSD1设置为控制与电控振动台连接的重卡消声器固定工装振动的结构。
本发明还提供一种应用所述的重卡消声器寿命试验装置进行寿命试验的方法,重卡消声器寿命试验时,按以下试验步骤进行:
(1)对重卡消声器道路载荷进行路谱采集,采集完后对载荷进行压缩、分析、处理成可以输入到电振动台的随机载荷谱PSD;
(2)将重卡消声器1通过固定工装2安装到电控振动台3上,要求安装要牢固,不能在试验过程中松动;
(3)将道路载荷测试所得到的载荷谱作为重卡消声器在振动台上振动响应目标,调整振动台输入载荷谱PSD1,使得振动台在输入载荷谱PSD1条件下,重卡消声器响应谱PSD2与道路测试的载荷谱PSD一致;
(4)试验周期的确定是根据道路载荷测试周期及循环数和整车总寿命要求根据等寿命设计疲劳原理,计算出一定放大系数PSD谱所对应的试验时间h1,而实际实验试验通常在计算理论试验时间基础上取一定安全系数1.7~2.0。
优选地,重卡消声器在电控振动台上进行试验时,可以根据试验准确性与实验成本要求,调整试验载荷输入、缩短试验时间,台架试验载荷放大系数越大,试验时间越低,试验的准确性会相应降低,相反,试验载荷越接近道路载荷,试验时间越长,试验准确性就越高,试验成本越高,台架耐久试验时间可以灵活控制。
优选地,为保证重卡消声器台架试验载荷与道路载荷一致,需要对振动台输入的载荷谱密度形状及大家进行不断调整,直到重卡消声器加速度相应载荷谱与整车道路载荷测试一致。
优选地,试验方法进行试验的时间一般是按照等效寿命疲劳理论计算试验时间的1.7~2倍,即试验安全系数控制在1.7~2倍之间。
优选地,重卡消声器通过固定工装安装在电振动台上,要求安装牢固,安装方向可以按照整车安装方向安装,也可以根据根据需要验证的薄弱位置及受力方向进行安装。
优选地,本试验方法除验证重卡消声器寿命外,还可以验证重卡消声器上支架及安装在上面的附属零件寿命。
本发明的重卡消声器寿命试验装置及及应用所述试验装置进行寿命试验的方法,通过一个支架固定工装,使重卡消声器总成系统通过固定工装安装在电控振动台中,再通过控制系统对电振动台施加道路随机载荷谱,从而能够模拟整车道路振动,完成柴重卡消声器寿命试验,缩短试验时间,节省试验成本,提高开发效率。本发明的装置及方法适用不同项目,通用性强。
本发明的重卡消声器寿命试验装置及及应用所述试验装置进行寿命试验的方法,进行试验时试验时间及试验载荷可以根据等效寿命原理自行调整,试验资源基本不受限制,且对于不同项目的通用性强,试验时间远低于整车耐久时间,试验成本有很大的降低,一个重卡消声器寿命试验在整车路试中非常昂贵,主机厂基本不可能为了消声器而去安排寿命试验,而目前行业标准对该方面的要求很低,与实际工作状态相差甚远,起不到产品设计验证的目的,尤其是当出现断裂等问题是,更是评价经验或者束手无策,而是用本发明的试验方法,试验载荷条件与整车道路载荷基本一致,试验时间灵活,根据精度和成本要求,开发周期及成本弹性控制空间很大,时间可以从10几小时到几百小时,费用在几万到几十万,开发周期大大缩短,开发费用有较大降低,且试验资源不受发动机及整车限制。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述,显然本发明具体的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他场合的,均在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种重型卡车消声器结构寿命试验装置,其特征在于:包括电动振动台、与电动振动台连接的控制系统,重卡消声器通过固定工装安装在电动振动台上,所述固定工装包括固定安装在电动振动台上的底板,重卡消声器固定在底板上,所述底板上还垂直连接有多个支撑杆,每个支撑杆顶端分别连接有水平压在重卡消声器顶部的压板。
2.根据权利要求1所述的一种重型卡车消声器结构寿命试验装置,其特征在于: 所述底板通过螺栓固定安装在电动振动台上。
3.根据权利要求1所述的一种重型卡车消声器结构寿命试验装置,其特征在于:所述的控制系统中预设有50h等效道路试验随机载荷谱PSD1,重卡道路试验随机载荷谱PSD为重卡整车在标准道路试验中采集的重卡消声器加速度载荷随机振动载荷谱,振动台输入随机载荷谱以道路试验中采集的随机载荷PSD为基础,通过一定的强化及安全系数计算后的50h等效道路试验随机载荷谱PSD1作为初始振动台振动输入, 有效评估重卡消声器通过特定道路循环试验的寿命。
4.一种基于权利要求1所述重型卡车消声器结构寿命试验装置的寿命试验方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)、将待试验的重卡消声器安装到电控振动台上;
(2)、向控制系统输入重卡道路试验随机载荷谱PSD,所述的电控振动台根据重卡道路试验随机载荷谱PSD数据振动,带动通过固定工装2固定安装的重卡消声器振动;
(3)、对重卡消声器在整车道路载荷工况下进行加速度测试,根据等效疲劳原理,对重卡道路试验随机载荷谱PSD进行一定强化放大处理,使试验时间为50h等效道路试验随机载荷谱PSD1与原始测试重卡道路试验随机载荷谱PSD损伤相同,对振动台加初始随机载荷谱PSD2等于PSD1,监控重卡消声器上与道路加速度同一测点的加速度随机载荷谱响应PSD3,不断调整PSD2的输入,使得重卡消声器的加速度响应谱PSD3与50h等效道路试验随机载荷谱PSD1一致。
5.根据权利要求4所述的寿命试验方法,其特征在于:所述重卡消声器在电控振动台上进行试验时,试验向控制系统输入调整标定后的消声器道路测试载荷谱PSD1,电控振动台根据标定后的载荷谱数据进行振动,基本试验时间为50h,根据不同设计安全系数,试验时间可以适当延长,但一般控制在100h以内,安全系数一般控制在1.7~2以内。
6.根据权利要求4所述的寿命试验方法,其特征在于:所述重卡消声器在电控振动台上进行试验时,当电控振动台根据整车道路试验载荷谱数据进行试验时,通过控制系统对电控振动台输入整车道路试验载荷谱数据进行放大或调整,从而调整施加到重卡消声器上的试验载荷,可以进一步缩短试验时间。
7.根据权利要求4所述的寿命试验方法,其特征在于:根据重卡消声器薄弱区域位置及方向,调整重卡消声器在电控振动上的安装方向,可以对重卡消声器不同位置进行寿命试验。
8.根据权利要求4所述的寿命试验方法,其特征在于:所述的试验验证范围不但包括重卡消声器本身,还可以验证焊接在重卡消声器上其他附属部件。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20141224 |