CN106289745B - 复合材料板簧高低温疲劳和侧倾性能测试台架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆零部件检测领域，尤其涉及一种板簧性能测试台。一种复合材料板簧高低温疲劳和侧倾性能测试台架，包括实验箱体、温度调节系统、驱动机构、压力杆和温度传感器；所述实验箱体内通过升降机构安装有板簧支撑横梁，所述板簧支撑横梁的位置与压力杆相配合，板簧支撑横梁上设置有一对板簧夹持支架，板簧夹持支架与板簧支撑横梁相配合具有两个板簧夹持位置，两个所述的板簧夹持位置分别为水平夹持位置和竖直夹持位置。本发明根据复合材料板簧自身的特性设置了一个封闭的可调节温度的测试空间，能够准确模拟被测试板簧的极限工作状况，并设置了能侧向加压的测试位置，以准确的得到复合材料板簧是的实际工作性能，保证了产品质量。

Description

复合材料板簧高低温疲劳和侧倾性能测试台架
技术领域
本发明涉及车辆零部件检测领域，尤其涉及一种板簧性能测试台。
背景技术
温度对于复合材料板簧的性能影响较大：高温时，复合材料会发生蠕变，使得材料的性能发生变化；低温时，复合材料会变脆，容易断裂破坏。因此在复合材料板簧研发过程中必须要进行高低温的疲劳台架试验，在进行整车路试前提前预判复合材料板簧的高低温性能是否能够满足整车的要求。
同时，复合材料板簧在制造时是通过铺层工艺加工的,这种方式决定了板簧各个方向性能的不一致，与普通钢板弹簧材料的各向同性有很大差别，因此，需要进行板簧侧向性能的台架测试，进而预判复合材料板簧对整车侧倾性能的影响。
普通的钢板弹簧在开发过程中不需要进行高低温疲劳试验和侧倾性能的台架试验，因此在复合材料板簧的开发过程中无法进行借鉴和借用，需要一种对复合材料板簧进行测试的专业设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种复合材料板簧高低温疲劳和侧倾性能测试台架根据复合材料板簧自身的特性设置了一个封闭的可调节温度的测试空间，能够准确模拟被测试板簧的极限工作状况，并设置了能侧向加压的测试位置，以准确的得到复合材料板簧是的实际工作性能，解决了现有测试台只适合对钢板弹簧进行测试的缺陷。
本发明是这样实现的：一种复合材料板簧高低温疲劳和侧倾性能测试台架，包括：
一密闭的实验箱体；
一安装在实验箱体内的温度调节系统；
一安装在实验箱体上的驱动机构，所述驱动机构的输出端设置有压力杆；
一设置在实验箱体内的温度传感器；
所述实验箱体内通过升降机构安装有板簧支撑横梁，所述板簧支撑横梁的位置与压力杆相配合，板簧支撑横梁上设置有一对板簧夹持支架，板簧夹持支架与板簧支撑横梁相配合具有两个板簧夹持位置，两个所述的板簧夹持位置分别为水平夹持位置和竖直夹持位置。
所述升降机构包括一对立柱筒、一对竖直连接柱、导向架和水平连接杆，所述立柱筒与竖直连接柱相配合构成移动副，所述板簧支撑横梁的两端与竖直连接柱相连，所述导向架上设置有竖直导向槽，所述水平连接杆一端设置在竖直导向槽中，水平连接杆另一端连接在板簧支撑横梁的中部；通过升降机构带动板簧支撑横梁上下运动。
所述板簧支撑横梁为方形横梁，板簧支撑横梁的前端面设置有水平导向槽，所述板簧夹持支架为U形夹持框架，U形夹持框架的底部设置有与水平导向槽相配合的燕尾形凸块；当板簧夹持支架处于水平夹持位置时，所述燕尾形凸块设置在水平导向槽内，当板簧夹持支架处于竖直夹持位置时，所述U形夹持框架开口向上卡接在方形横梁上。
所述温度传感器设置在压力杆的侧壁上。
所述驱动机构为液压驱动机构。
本发明复合材料板簧高低温疲劳和侧倾性能测试台架根据复合材料板簧自身的特性设置了一个封闭的可调节温度的测试空间，能够准确模拟被测试板簧的极限工作状况，并设置了能侧向加压的测试位置，以准确的得到复合材料板簧是的实际工作性能，保证了产品质量。
附图说明
图1为本发明复合材料板簧高低温疲劳和侧倾性能测试台架处于水平夹持位置时的结构示意图；
图2为本发明复合材料板簧高低温疲劳和侧倾性能测试台架处于竖直夹持位置时的结构示意图。
图中：1实验箱体、2温度调节系统、3驱动机构、4压力杆、5温度传感器、6升降机构、7板簧支撑横梁、8板簧夹持支架、61立柱筒、62连接柱、63导向架、64水平连接杆、65竖直导向槽、71水平导向槽。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
如图1、2所示，一种复合材料板簧高低温疲劳和侧倾性能测试台架，包括实验箱体1、温度调节系统2、驱动机构3、压力杆4、升降机构6和板簧支撑横梁7，所述板簧支撑横梁7的两端设置有一对用于安装固定被测试板簧的板簧夹持支架8；实验箱体1内设置有温度传感器5，整个测试系统的控制器根据温度传感器5的信号对温度调节系统2进行控制；所述实验箱体1内通过升降机构6安装板簧支撑横梁7，所述板簧支撑横梁7的位置与压力杆4相配合，板簧夹持支架8与板簧支撑横梁7相配合具有两个板簧夹持位置，两个所述的板簧夹持位置分别为水平夹持位置和竖直夹持位置；其中，水平夹持位置如图1所示，用于测试板簧在各个温度下工作时的疲劳寿命；竖直夹持位置如图2所示，用于测试板簧在侧向受力是的变形量。
所述实验箱体1为一密闭的箱体，温度调节系统2设置在箱体内用于调节箱体内的温度，所述驱动机构3安装在实验箱体1上，驱动机构3通过压力杆4对被测试板簧进行压力测试，得到被测试板簧的性能参数，在本实施例中，所述驱动机构3选用液压驱动机构，测试试验中，通过液压驱动机构自带的位移传感器测量板簧受压后的变形量，压力传感器实时测量板簧的受力；
在本实施例中，为了能够得到被测试板簧所处空间的准确温度值，所述温度传感器5设置在压力杆4的侧壁上，此处最贴近被测试板簧，又不会影响到板簧的布置和测试数据。
本发明可以进一步描述为，所述升降机构6包括一对立柱筒61、一对竖直连接柱62、导向架63和水平连接杆64，所述立柱筒61与竖直连接柱62相配合构成移动副，所述板簧支撑横梁7的两端与竖直连接柱62相连，所述导向架63上设置有竖直导向槽65，所述水平连接杆64一端设置在竖直导向槽65中，水平连接杆64另一端连接在板簧支撑横梁7的中部；通过升降机构6带动板簧支撑横梁7上下运动。
因为在进行受力实验时板簧支撑横梁7会受到较大的力，因此为了在不影响板簧支撑横梁7本身的结构强度的前提下，实现板簧夹持支架8具有两个夹持位置，在本实施例中，所述板簧支撑横梁7为方形横梁，板簧支撑横梁7的前端面设置有水平导向槽71，所述板簧夹持支架8为U形夹持框架，U形夹持框架的底部设置有与水平导向槽71相配合的燕尾形凸块；当板簧夹持支架8处于水平夹持位置时，所述燕尾形凸块设置在水平导向槽71内，当板簧夹持支架8处于竖直夹持位置时，所述U形夹持框架开口向上卡接在方形横梁上。
在进行各个温度下的疲劳耐久测试时，首先将升降机构6调至图1位置，使板簧支撑横梁7与压力杆4的前端面处于同一平面；然后将板簧夹持支架8放置到水平夹持位置，被测试板簧的卷耳通过螺栓螺母连接到板簧夹持支架8上；再利用温度传感器5的数据对温度调节系统2进行控制，使温度控制在设定温度的±2℃内；最后根据板簧的使用工况，设定驱动机构3动作频率和动作幅值，并根据自带的位移传感器和压力传感器进行反馈控制；按所要求的疲劳寿命次数进行试验，试验中定期停机检查板簧的情况，检查是否板簧表面是否有裂纹。同时，试验过程中，对板簧所受的载荷通过力传感器进行实时测量和监测。当监测到压力值发生突变，即此时复合材料板簧的性能可能已发生变化，需立即停机检查失效情况，当试验的循环次数达到要求，而板簧未发生裂纹、断裂等情况。则可停止试验，同时对所测试的板簧进行性能检测，根据检测结果对板簧疲劳性能进行判断。
在进行侧倾性能测试测试时，首先将升降机构6调至图2位置，根据被测试板簧的弧高确定支撑横梁7的高度；然后将板簧夹持支架8放置到竖直夹持位置，被测试板簧的卷耳通过螺栓螺母连接到板簧夹持支架8上；然后通过驱动机构3使压力杆4对被测试板簧的中间段侧面加压；根据板簧在整车工况中的受力情况，设定驱动机构3对板簧所施加的力，试验中通过驱动机构3自带的位移传感器测量板簧的侧向变形；记录复合材料板簧在测试过程中的载荷-位移数值，通过计算机数值拟合得到载荷-位移曲线，该曲线的斜率即为复合材料板簧的侧倾刚度。

Claims (5)

1.一种复合材料板簧高低温疲劳和侧倾性能测试台架，其特征是，包括：
一密闭的实验箱体(1)；
一安装在实验箱体(1)内的温度调节系统(2)；
一安装在实验箱体(1)上的驱动机构(3)，所述驱动机构(3)的输出端设置有压力杆(4)；
一设置在实验箱体(1)内的温度传感器(5)；
所述实验箱体(1)内通过升降机构(6)安装有板簧支撑横梁(7)，所述板簧支撑横梁(7)的位置与压力杆(4)相配合，板簧支撑横梁(7)上设置有一对板簧夹持支架(8)，板簧夹持支架(8)与板簧支撑横梁(7)相配合具有两个板簧夹持位置，两个所述的板簧夹持位置分别为水平夹持位置和竖直夹持位置。
2.如权利要求1所述的复合材料板簧高低温疲劳和侧倾性能测试台架，其特征是：所述升降机构(6)包括一对立柱筒(61)、一对竖直连接柱(62)、导向架(63)和水平连接杆(64)，所述立柱筒(61)与竖直连接柱(62)相配合构成移动副，所述板簧支撑横梁(7)的两端与竖直连接柱(62)相连，所述导向架(63)上设置有竖直导向槽(65)，所述水平连接杆(64)一端设置在竖直导向槽(65)中，水平连接杆(64)另一端连接在板簧支撑横梁(7)的中部；通过升降机构(6)带动板簧支撑横梁(7)上下运动。
3.如权利要求1或2所述的复合材料板簧高低温疲劳和侧倾性能测试台架，其特征是：所述板簧支撑横梁(7)为方形横梁，板簧支撑横梁(7)的前端面设置有水平导向槽(71)，所述板簧夹持支架(8)为U形夹持框架，U形夹持框架的底部设置有与水平导向槽(71)相配合的燕尾形凸块；当板簧夹持支架(8)处于水平夹持位置时，所述燕尾形凸块设置在水平导向槽(71)内，当板簧夹持支架(8)处于竖直夹持位置时，所述U形夹持框架开口向上卡接在方形横梁上。
4.如权利要求3所述的复合材料板簧高低温疲劳和侧倾性能测试台架，其特征是：所述温度传感器(5)设置在压力杆(4)的侧壁上。
5.如权利要求3所述的复合材料板簧高低温疲劳和侧倾性能测试台架，其特征是：所述驱动机构(3)为液压驱动机构。
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