CN106546435A - 前副车架脱落机构强度试验设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种前副车架脱落机构强度试验设备及方法，属于汽车安全设计技术领域。该设备包括：拉脱机构总成、车身样件、连接件、静态强度试验角座总成和下底座总成；静态强度试验角座总成包括一倾斜面和一底座；连接件的一端焊接在所述车身样件上，拉脱机构总成与连接件连接，车身样件固定在静态强度试验角座总成的倾斜面上，底座固定在下底座总成上。本发明通过前副车架脱落机构强度试验设备模拟测试前副车架的脱落强度，降低了试验成本。通过静态强度试验角座总成的倾斜面使得，液压万能试验机拉伸拉脱机构总成和下底座总成时，车身样件和连接件的连接处受力情况更接近实际情况，保证了该设备能准确模拟测试前副车架的脱落强度。

Description

前副车架脱落机构强度试验设备及方法

技术领域

本发明涉及汽车安全设计技术领域，特别涉及一种前副车架脱落机构强度试验设备及方法。

背景技术

随着经济的发展和技术的进步，城乡居民汽车保有量迅猛增长，道路交通事故已经成为人类生命安全的严重威胁之一。发生道路交通事故时汽车内人员通常由于碰撞而受伤或死亡。为了减少道路交通事故发生时车内人员的伤亡，将汽车的前副车架与汽车通过前副车架脱落机构连接，在汽车发生碰撞时使前副车架脱落，以增大碰撞时变形吸能的有效空间。在实际应用中往往要通过试验来测试前副车架的脱落强度。

目前，通过试验来测试前副车架的脱落强度时，通常采用汽车实车碰撞试验来测试前副车架的脱落强度。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

由于汽车造价比较昂贵，在采用汽车实车碰撞试验来测试前副车架的脱落强度时，存在成本过高的问题，并且采用汽车实车碰撞试验很难准确测试出前副车架的脱落强度，因此，亟需一种可代替汽车实车碰撞试验的前副车架脱落机构强度试验设备。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种前副车架脱落机构强度试验设备及方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种前副车架脱落机构强度试验设备，所述设备包括：

拉脱机构总成、车身样件、连接件、静态强度试验角座总成和下底座总成；所述静态强度试验角座总成包括一倾斜面和一底座，所述倾斜面的倾斜角度为汽车碰撞时所述前副车架安装点受力方向与所述汽车所在平面之间的夹角的余角；

所述连接件的一端焊接在所述车身样件上，所述连接件与所述车身样件之间的焊接强度与前副车架和前副车架本体前方安装支架之间的焊接强度相同；

所述拉脱机构总成与所述连接件连接，所述车身样件固定在所述静态强度试验角座总成的倾斜面上，所述静态强度试验角座总成的底座固定在所述下底座总成上。

可选的，所述拉脱机构总成包括：上夹持轴、拉脱叉、十字拉脱销和轴套；

所述上夹持轴的一端和所述拉脱叉连接，所述上夹持轴的另一端用于连接液压万能试验机；

所述十字拉脱销安装在所述拉脱叉内，所述十字拉脱销可在所述拉脱叉内转动和平移；

所述十字拉脱销上有通孔，所述轴套位于所述十字拉脱销上的通孔中。

可选的，所述车身样件包括相对设置的第一侧板和第二侧板、相对设置的第三侧板和第四侧板，以及顶板；

所述第一侧板的两个侧边缘分别与所述第三板板的一侧边缘和所述第四侧板的一侧边缘固定连接；所述第二侧板的两个侧边缘分别与所述第三侧板的另一侧边缘和所述第四侧板的另一侧边缘固定连接；

所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板和所述第四侧板的顶边缘均与所述顶板固定连接，以围成凹槽空间，所述顶板设有通孔，所述通孔与所述前副车架上的用于连接所述前副车架和前副车架本体前方安装支架的孔的形状相同；

所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板和所述第四侧板的底边缘均固定在所述静态强度试验角座总成的倾斜面上。

可选的，所述连接件包括：凸焊螺母、长螺栓和至少一个调节垫片，所述长螺栓的一端设有螺帽；

所述凸焊螺母焊接在所述顶板的内侧面上，所述长螺栓的另一端依次穿过所述至少一个调节垫片，所述轴套和所述顶板的通孔与所述凸焊螺母固定连接。

可选的，所述车身样件还包括：固定板，所述固定板设有开口；

所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板和所述第四侧板的底边缘均与所述固定板固定连接，且所述固定板设有的开口与所述围成的凹槽空间连通；

所述固定板固定在所述静态强度试验角座总成的倾斜面上。

可选的，所述静态强度试验角座总成还包括：至少一个加强筋板；

所述加强筋板与所述倾斜面和底座连接，所述加强筋板用于增加所述倾斜面和所述底座的连接强度。

可选的，所述下底座总成包括：下底座和下夹持轴；

所述下底座和所述下夹持轴连接，所述下夹持轴用于连接所述液压万能试验机；

所述静态强度试验角座总成和所述下底座通过螺栓连接，且所述下底座上的螺栓孔为矩形圆角孔，所述静态强度试验角座总成和所述下底座的相对位置可沿所述矩形圆角孔的长度方向调节。

另一方面，提供了一种通过如本发明实施例所提供的设备进行前副车架脱落强度试验方法，所述方法包括：

将所述前副车架脱落机构强度试验设备安装在液压万能试验机上后，所述液压万能试验机以指定的加载速率拉伸拉脱机构总成和下底座总成；

所述拉脱机构总成带动连接件运动，所述下底座总成带动车身样件和静态强度试验角座总成向与所述拉脱机构总成运动方向相反的方向运动；

当所述连接件和所述车身样件分离时，所述液压万能试验机停止对所述拉脱机构总成和所述下底座总成的拉伸；

在所述液压万能试验机施加拉伸载荷过程中，通过记录仪记载下拉伸载荷力随拉伸时间变化的曲线图，得出车身样件的脱落强度。

可选的，所述液压万能试验机以指定的加载速率拉伸拉脱机构总成和下底座总成，包括：

所述液压万能试验机的上夹持部夹持上夹持轴，并且带动所述上夹持(8)轴向上运动，所述上夹持轴带动拉脱叉和十字拉脱销向上运动；

所述液压万能试验机的下夹持部夹持下夹持轴，并且带动所述下夹持轴向下运动，所述下夹持轴带动下底座向下运动；

可选的，所述拉脱机构总成带动连接件运动，所述下底座总成带动车身样件和静态强度试验角座总成向与所述拉脱机构总成运动方向相反的方向运动，包括：

所述十字拉脱销带动所述轴套、长螺栓、至少一个调节垫片和凸焊螺母运动；

所述下底座带动所述静态强度试验角座总成和所述车身样件向所述十字拉脱销运动方向相反的方向运动。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过前副车架脱落机构强度试验设备模拟汽车实车进行前副车架的脱落强度测试，降低了试验成本。通过拉脱机构总成和下底座总成将前副车架脱落机构强度试验设备安装在液压万能试验机上，拉脱机构总成通过连接件和车身样件连接，车身样件固定在静态强度试验角座总成的倾斜面上，静态强度试验角座总成的底座固定在下底座总成上。由于静态强度试验角座总成包括一倾斜面和一底座，倾斜面的倾斜角度为汽车碰撞时前副车架安装点受力方向与汽车所在平面之间的夹角的余角，因此，在液压万能试验机拉伸拉脱机构总成和下底座总成时，车身样件和连接件的连接处的受力方向和汽车在实际碰撞时前副车架安装点的受力方向相同，此时车身样件和连接件的连接处既受到轴向拉伸力也受到剪切力，使试验过程更接近实际情况，保证了该设备能准确模拟前副车架的脱落强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A是根据一示例性实施例示出的一种前副车架脱落机构强度试验设备的示意图；

图1B是根据一示例性实施例示出的另一种前副车架脱落机构强度试验设备的示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的汽车前副车架安装点受力特征曲线图；

图3A是根据一示例性实施例示出的一种车身样件的示意图；

图3B是根据一示例性实施例示出的另一种车身样件的示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的又一种前副车架脱落机构强度试验设备的示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种静态强度试验角座总成的示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种下底座总成的示意图；

图7是根据一示例性实施例示出的一种基于本发明实施例提供的前副车架脱落机构强度试验设备进行试验的方法流程图；

图8是根据一示例性实施例示出的另一种基于本发明实施例提供的前副车架脱落机构强度试验设备进行试验的方法流程图。

其中，对附图中的各标号说明如下：

1、拉脱机构总成 11、上夹持轴 12、拉脱叉 13、十字拉脱销 14、轴套2、车身样件21、第一侧板 22、第二侧板 23、第三侧板 24、第四侧板 25、顶板26、通孔 27、固定板 3、连接件 31、长螺栓 32、调整垫片 33、凸焊螺母 34、普通垫片 4、静态强度试验角座总成 41、倾斜面 42、底座 43、加强筋板 5、下底座总成 51、下底座 52、下夹持轴。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1A是根据一示例性实施例示出的一种前副车架脱落机构强度试验设备的示意图，如图1A所示，该设备包括：

拉脱机构总成1、车身样件2、连接件3、静态强度试验角座总成4和下底座总成5；

如图1B所示，静态强度试验角座总成4包括一倾斜面41和一底座42，倾斜面41的倾斜角度为汽车碰撞时前副车架安装点受力方向与汽车所在平面之间的夹角的余角；

连接件3的一端焊接在车身样件2上，连接件3与车身样件2之间的焊接强度与前副车架和前副车架本体前方安装支架之间的焊接强度相同；

拉脱机构总成1与连接件3连接，车身样件2固定在静态强度试验角座总成的倾斜面41上，静态强度试验角座总成的底座42固定在下底座总成上。

本发明实施例中，液压万能试验机包括上夹持部和下夹持部，上夹持部夹持拉脱机构总成1，下夹持部夹持下底座总成5。在实施时上夹持部和下夹持部分别向上下两个相反的方向运动，上夹持部的拉动拉脱机构总成1向上运动，下夹持部拉动下底座总成5向下运动。由于拉脱机构总成1与连接件3连接，车身样件3固定在静态强度试验角座总成4的倾斜面41上，静态强度试验角座总成4的底座42固定在下底座总成5上，又由于静态强度试验角座总成4包括一倾斜面41和一底座42，倾斜面42的倾斜角度为汽车碰撞时前副车架安装点受力方向与汽车所在平面之间的夹角的余角，因此，在液压万能试验机拉动拉脱机构总成1和下底座总成5时，车身样件2和连接件3的连接处的受力方向和汽车在实际碰撞时前副车架安装点的受力方向相同，此时车身样件2和连接件3的连接处既受到轴向拉伸力也受到剪切力，使试验过程更接近实际情况，保证了该设备能准确模拟前副车架的脱落强度。

其中，在本发明实施例提供的前副车架脱落机构强度试验设备中，车身样件2用于模拟物理实车中的前副车架，连接件3的一端和车身样件2的连接强度与物理实车中前副车架和前副车架本体前方安装支架之间的焊接强度相同，因此，在液压万能试验机分别向两个方向拉下底座总成5和拉脱机构总成1时，拉脱机构1带动连接件3同时运动，下底座总成5带动静态强度试验角座总成4和车身样件2一起向连接件运动方向相反的方向运动，当液压万能试验机加载到一定位移之后，连接件3和车身样件2分离，至此，完整模拟前副车架脱落的过程，通过液压万能试验机得到的车身样件2和连接件3的分离强度即为前副车架脱落强度。

可选的，静态强度试验角座总成4包括一倾斜面41和一底座42，倾斜面51的倾斜角度可以通过测量汽车碰撞时前副车架安装点受力方向与水平面之间的夹角来求得。一方面可以通过在物理实车上安装传感器，将前副车架安装点作为原点，自车头到车尾方向作为X轴，汽车在自左到右方向为Y轴，垂直于水平面的方向作为Z轴，建立坐标系，检测汽车碰撞时前副车架安装点在X，Y，Z轴方向受力的大小，绘制如图2所示的受力曲线图，根据该曲线图计算出前副车架安装点作为原点在碰撞时所受合力的方向；另一方面可以通过CAE(Computer Aided Engineering，计算机辅助工程)仿真分析得出如图2所示的前副车架安装点的受力曲线图。

示例的，当绘制出的前副车架安装点的受力曲线图位图2时，计算汽车碰撞时前副车架安装点受力方向与汽车所在平面之间的夹角的方法如下：

该安装点在X，Y，Z轴三个方向所受的力和其合力的力-时间曲线，如图2所示。设汽车碰撞时前副车架安装点受力方向与汽车所在平面之间的夹角为θ，X轴方向的力为F_x，Y轴方向的力为F_y，Z轴方向的力为F_z，合力为F_合。

根据理论力学基本原理，有如(1)-(2)式：

力的方向：

力的大小

提取受力特征曲线，如图2所示，提取其受力特征曲线施力夹角和力的幅值，取受力曲线的峰值|F_z-max|＝8.8kN，对应时刻为t₀＝41.3ms，；该时刻F_x＝7.0kN，F_y＝-0.5kN，故，

施力夹角：

合力为：

倾斜面41的倾斜角度φ＝90°-θ＝38.6°。

需要说明的是，车身样件2用于模拟物理实车中的前副车架，车身样件2和连接件一端的焊接处的局部结构与前副车架的局部结构相同，并且其连接强度也和物理实车中的连接强度相同，可保证通过该试验设备所测得的前副车架脱落强度与物理实车中的前副车架脱落强度相同。

如图1B所示，拉脱机构总成包括：上夹持轴11、拉脱叉12、十字拉脱销13和轴套14；

上夹持轴11的一端和拉脱叉12连接，上夹持轴11的另一端用于连接液压万能试验机；

十字拉脱销13安装在拉脱叉12内，十字拉脱销13可在拉脱叉12内转动和平移；

十字拉脱销13上有通孔，轴套14位于十字拉脱销13上的通孔中。

其中，上夹持轴11的一端和拉脱叉12的连接方式可以是螺纹连接，也可以是焊接，本发明实施例对此不做限定。上夹持轴11的另一端和液压万能试验机的连接方式为液压万能试验机的上夹持部夹持并卡紧上夹持轴11。

示例的，如图4所示，轴套14为阶梯状的中空圆柱，其内径大于连接件中长螺栓31的直径。十字拉脱销13的主体为立方体，其底面上有垂直于该面的圆形通孔，通孔的直径大于轴套14中外径小的一级阶梯的外径小于轴套14中外径大的一级阶梯的外径，其两个相对的侧面上设置有连接轴，用于连接拉脱叉12。拉脱叉12上有两个对称设置的矩形圆角孔，用于和十字拉脱销13上的两个连接轴连接。

如图3A所示，车身样件2包括相对设置的第一侧板21和第二侧板22、相对设置的第三侧板23和第四侧板24，如图3B所示，车身样件2还包括顶板25；

第一侧板21的两个侧边缘分别与第三侧板23的一侧边缘和第四侧板24的一侧边缘固定连接；第二侧板22的两个侧边缘分别与第三侧板23的另一侧边缘和第四侧板24的另一侧边缘固定连接；

第一侧板21、第二侧板22、第三侧板23和第四侧板24的顶边缘均与顶板25固定连接，以围成凹槽空间，顶板25设有通孔26，通孔26与前副车架上的用于连接前副车架和前副车架本体前方安装支架的孔的形状相同；

第一侧板21、第二侧板22、第三侧板23和第四侧板25的底边缘均固定在静态强度试验角座总成4的倾斜面41上。

其中，第一侧板21的两个侧边缘分别与第三侧板23的一侧边缘和第四侧板24的一侧边缘固定连接，连接方式可以是焊接，并且可以在它们的连接处焊接加强筋板，以增加它们之间的连接强度。

第一侧板21、第二侧板22、第三侧板23和第四侧板24的顶边缘均与顶板25固定连接，连接方式可以是焊接，并且可以在它们的连接处焊接加强筋板，以增加它们之间的连接强度。

当然，在实际应用中车体样件2还可以是通过直接折弯的钣金件焊接得到的车体样件，也可以是通过铸造直接获得的一体式的结构的车体样件。

需要说明的是，顶板25为直接模拟前副车架连接处结构的零件，通孔26的形状与前副车架上的用于连接前副车架和前副车架本体前方安装支架的孔的形状相同，保证了试验能准确地模拟物理实车前副车架脱落时的情况。

示例的，如图3B所示，顶板25上的通孔26的形状是模拟物理实车前副车架安装孔的形状所得，具体结构为圆孔的两侧切除指定形状的缺口，切除该缺口的作用是弱化连接处的强度，可以通过调节图中缺口的半径r获得指定的强度，该指定的强度可以保证汽车在正常行驶时前副车架不脱落，而当汽车以指定阈值范围内的速度碰撞时前副车架可脱落。

如图4所示，连接件3包括：凸焊螺母33、长螺栓31和至少一个调节垫片32，长螺栓31的一端设有螺帽；

凸焊螺母33焊接在顶板25的内侧面上，长螺栓31的另一端依次穿过至少一个调节垫片32，轴套14和顶板25的通孔26与凸焊螺母33固定连接。

其中，凸焊螺母33焊接在顶板25的内侧面时要保证凸焊螺母33的螺纹孔和顶板25上的通孔26同轴，保证长螺栓31能穿过通孔26与凸焊螺母33连接。凸焊螺母33焊接在顶板25上时，其焊接强度要与物理实车中凸焊螺母焊接在前副车架上的焊接强度相同。

可选地，连接件3中还包括至少一个普通垫片34，普通垫片的内径大于长螺栓31的直径，且小于长螺栓31上的螺帽的直径，普通垫片的外径大于轴套14的外径，用于卡住轴套14。调节垫片32的内径大于轴套14的外径，调节垫片32套在轴套14的外部，用于限制同样套在轴套14外部的十字拉脱销13。如图4所示，长螺栓31上的螺帽以下依次安装的是普通垫片34、轴套14、顶板25和凸焊螺母33，十字拉脱销13和调节垫片32套在轴套14的外部。

需要说明的是，在安装长螺栓31时，需要使用扭力扳手对长螺栓施以指定值的扭矩，用于模拟物理实车中施加在前副车架安装处的预紧力，该指定值的扭矩与物理实车中施加在前副车架安装处的预紧力所产生的扭矩相同，比如，当物理实车中施加在前副车架安装处的预紧力产生的扭矩为180N·m，则使用扭力扳手对长螺栓施以180N·m的扭矩。

如图4所示，车身样件2还包括：固定板27，固定板27设有开口；

第一侧板31、第二侧板22、第三侧板23和第四侧板24的底边缘均与固定板27固定连接，且固定板27设有的开口与所述围成的凹槽空间连通；

固定板27固定在静态强度试验角座总成4的倾斜面41上。

其中，第一侧板31、第二侧板22、第三侧板23和第四侧板24的底边缘均与固定板27的连接方式可以是焊接，也可以是螺栓连接，当其连接方式为焊接时可以在焊缝处添加筋板，用以增加连接强度。示例的，固定板27上设有4个螺纹孔，该螺纹孔用于和倾斜板41连接，固定板27可以采用厚度为8mm的Q235钢板制造。

图5是根据一示例性实施例示出的一种静态强度试验角座总成4的示意图，如图5所示，静态强度试验角座总成4还包括：至少一个加强筋板43；

至少一个加强筋板43与倾斜面41和底座42连接，至少一个加强筋板43 用于增加倾斜面41和底座42的连接强度。

其中，至少一个加强筋板43有一个与倾斜面41和底座42夹角相同的角，该角所在的两条边缘分别与倾斜面41和底座42连接，至少一个加强筋板43与倾斜面41和底座42的连接方式可以是焊接。加强筋板的数量可以是一个也可以是多个，优选的，加强筋板的数量为两个，在倾斜面41和底座42的两边各焊接一个加强筋板，如此，既可以保证倾斜面41和底座42的连接强度，同时焊接时方便简单。

示例的，倾斜面41上设有开口，该开口用于和车身样件2中的凹槽空间连通，并且倾斜面41上设有4个螺纹孔，该螺纹孔用于和固定板27连接。底座42上设有4个螺栓孔，该螺纹孔用于和下底座51连接。倾斜面41和底座42可以采用厚度为8mm的Q235钢板制造，加强筋板可以采用厚度为10mm的Q235钢板制造。

图6是根据一示例性实施例示出的一种下底座总成5的示意图，如图4所示，下底座总成5包括：下底座51和下夹持轴52；

下底座51和下夹持轴52连接，下夹持轴52用于连接液压万能试验机；

下底座51和静态强度试验角座总成4的底座42通过螺栓连接，且下底座51上的螺栓孔为矩形圆角孔，下底座51和静态强度试验角座总成4的相对位置可沿矩形圆角孔的长度方向调节。

其中，下夹持轴52加持在液压万能试验机的下夹持部中。下底座51上开有和下夹持轴52直径相同的通孔，下夹持轴52的一端伸入该通孔中，下夹持轴52的该端和下底座51满焊。

值得说明的是，在使用本发明实施例所提供的设备进行试验时，要保证当该设备被安装在液压万能试验机上时，上夹持轴11和下夹持轴52同轴，在安装该设备时，可以通过调节长螺栓31旋入凸焊螺母33的长度、长螺栓31上调节垫片32的个数、拉脱叉12在十字拉脱销13上的位置和静态强度试验角座总成4与下底座5的相对位置来调节使上夹持轴11和下夹持轴52同轴，具体的，可以通过调节静态强度试验角座总成4中的底座42上的螺栓孔在下底座51中的矩形圆角孔上的位置，调节静态强度试验角座总成4与下底座5的相对位置。

在本发明实施例中，通过前副车架脱落机构强度试验设备模拟汽车实车进行前副车架脱落强度测试，降低了试验成本。通过拉脱机构总成和下底座总成将前副车架脱落机构强度试验设备安装在液压万能试验机上，拉脱机构总成与连接件连接，车身样件固定在静态强度试验角座总成的倾斜面上，静态强度试验角座总成的底座固定在下底座总成上。由于静态强度试验角座总成包括一倾斜面和一底座，倾斜面的倾斜角度为汽车碰撞时前副车架安装点受力方向与水平面之间的夹角的余角，因此，在液压万能试验机拉伸拉脱机构总成和下底座总成时，车身样件和连接件的连接处的受力方向和汽车在实际碰撞时前副车架安装点的受力方向相同，此时车身样件和连接件的连接处既受到轴向拉伸力也受到剪切力，使试验过程更接近实际情况，保证了该设备能准确模拟测试前副车架的脱落强度。

图7是根据一示例性实施例示出的一种基于本发明实施例提供的前副车架脱落机构强度试验设备进行试验的方法流程图，如图7所示，该方法包括：

步骤701，将前副车架脱落机构强度试验设备安装在液压万能试验机上后，液压万能试验机以指定的加载速率拉伸拉脱机构总成和下底座总成。

步骤702，拉脱机构总成带动连接件运动，下底座总成带动车身样件和静态强度试验角座总成向与拉脱机构总成运动方向相反的方向运动。

步骤703，当连接件和车身样件分离时，液压万能试验机停止对拉脱机构总成和下底座总成的拉伸。

步骤704，在液压万能试验机施加拉伸载荷过程中，通过记录仪记载下拉伸载荷力随拉伸时间变化的曲线图，得出车身样件的脱落强度。

在本发明实施例中，通过前副车架脱落机构强度试验设备试验模拟汽车实车碰撞试验，降低了试验成本。通过拉脱机构总成和下底座总成将前副车架脱落机构强度试验设备安装在液压万能试验机上，拉脱机构总成与连接件连接，车身样件固定在静态强度试验角座总成的倾斜面上，静态强度试验角座总成的底座固定在下底座总成上。由于静态强度试验角座总成包括一倾斜面和一底座，倾斜面的倾斜角度为汽车碰撞时前副车架安装点受力方向与水平面之间的夹角的余角，因此，在液压万能试验机拉伸拉脱机构总成和下底座总成时，车身样件和连接件的连接处的受力方向和汽车在实际碰撞时前副车架安装点的受力方向相同，此时车身样件和连接件的连接处既受到轴向拉伸力也受到剪切力，使试验过程更接近实际情况，保证了该设备能准确模拟测试前副车架的脱落强度。

图8是根据一示例性实施例示出的另一种基于本发明实施例提供的前副车架脱落机构强度试验设备进行试验的方法流程图，如图8所示，该方法包括：

步骤801，液压万能试验机的下夹持部夹持下夹持轴，并且带动下夹持轴向下运动，下夹持轴带动下底座运动。

其中，在将下夹持轴加持在液压万能试验机上时，要求定位准确、牢靠。

步骤802，液压万能试验机的上夹持部夹持上夹持轴，并且带动上夹持轴向上运动，上夹持轴带动拉脱叉和十字拉脱销向下夹持轴运动方向相反的方向运动。

其中，在将下夹持轴和上夹持轴夹持在液压万能试验机上时，需要通过调节长螺栓旋入凸焊螺母的长度、长螺栓上调节垫片的个数、拉脱叉在十字拉脱销上的位置和静态强度试验角座总成与下底座的相对位置使上夹持轴和下夹持轴同轴。

示例的，液压万能试验机的加载速率范围为0-140mm/min，优选的，本发明实施例所采用的加载速率为90mm/min。

步骤803，十字拉脱销带动轴套、长螺栓、至少一个调节垫片和凸焊螺母运动。

其中，十字拉脱销、轴套和至少一个调节垫片被长螺栓和凸焊螺母固定连接在一起，当十字拉脱销运动时，轴套、至少一个调节垫片、长螺栓和凸焊螺母随之一起运动。

步骤804，下底座带动静态强度试验角座总成和车身样件向十字拉脱销运动方向相反的方向运动。

其中，静态强度试验角座总成与车身样件固定连接，静态强度试验角座总成和下底座固定连接，当下底座运动时，静态强度试验角座总成与车身样件随之一起运动。

需要说明的是，本发明实施例所提供的设备中，连接件和车身样件处的连接强度是各零部件的连接强度中最小的，用以保证在试验过程中最先破坏的是连接件和车身样件处的连接，从而模拟测得前副车架脱落机构的强度。

步骤805，当连接件和车身样件分离时，液压万能试验机停止对上夹持轴和下夹持轴的拉伸。

其中，在液压万能试验机的作用下，凸焊螺母和车身样件之间的焊接、车身样件顶板上的通孔在达到强度极限后被破坏，至此，前副车架脱落的过程模拟完成，液压万能试验机停止工作。

步骤806，在液压万能试验机施加拉伸载荷过程中，通过记录仪记载下拉伸载荷力随拉伸时间变化的曲线图，得出车身样件的脱落强度。

需要说明的是，从材料力学的的理论中可以得出，前副车架脱落机构的强度与前副车架的材料和顶板上孔的形状有直接关系，在使用本发明实施例提供的设备进行试验时，一方面可以使用与物理实车中前副车架连接处材料相同、开孔相同的车身样件测试物理实车前副车架脱落机构的强度；另一可以通过选择不同材料的车身样件和不同形状的开孔进行试验，从得到的一系列的结果中选择合适的强度所对应的车身样件的材料和开孔形状，用以指导前副车架的设计。

在本发明实施例中，通过前副车架脱落机构强度试验设备试验模拟汽车实车碰撞试验，降低了试验成本。通过拉脱机构总成和下底座总成将前副车架脱落机构强度试验设备安装在液压万能试验机上，拉脱机构总成与连接件连接，车身样件固定在静态强度试验角座总成的倾斜面上，静态强度试验角座总成的底座固定在下底座总成上。由于静态强度试验角座总成包括一倾斜面和一底座，倾斜面的倾斜角度为汽车碰撞时前副车架安装点受力方向与水平面之间的夹角的余角，因此，在液压万能试验机拉伸拉脱机构总成和下底座总成时，车身样件和连接件的连接处的受力方向和汽车在实际碰撞时前副车架安装点的受力方向相同，此时车身样件和连接件的连接处既受到轴向拉伸力也受到剪切力，使试验过程更接近实际情况，保证了该设备能准确模拟测试前副车架的脱落强度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种前副车架脱落机构强度试验设备，其特征在于，所述设备包括：

拉脱机构总成、车身样件、连接件、静态强度试验角座总成和下底座总成；所述静态强度试验角座总成包括一倾斜面和一底座，所述倾斜面的倾斜角度为汽车碰撞时所述前副车架安装点受力方向与所述汽车所在平面之间的夹角的余角；

所述连接件的一端焊接在所述车身样件上，所述连接件与所述车身样件之间的焊接强度与前副车架和前副车架本体前方安装支架之间的焊接强度相同；

所述拉脱机构总成与所述连接件连接，所述车身样件固定在所述静态强度试验角座总成的倾斜面上，所述静态强度试验角座总成的底座固定在所述下底座总成上。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述拉脱机构总成包括：上夹持轴、拉脱叉、十字拉脱销和轴套；

所述上夹持轴的一端和所述拉脱叉连接，所述上夹持轴的另一端用于连接液压万能试验机；

所述十字拉脱销安装在所述拉脱叉内，所述十字拉脱销可在所述拉脱叉内转动和平移；

所述十字拉脱销上有通孔，所述轴套位于所述十字拉脱销上的通孔中。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述车身样件包括相对设置的第一侧板和第二侧板、相对设置的第三侧板和第四侧板，以及顶板；

所述第一侧板的两个侧边缘分别与所述第三板板的一侧边缘和所述第四侧板的一侧边缘固定连接；所述第二侧板的两个侧边缘分别与所述第三侧板的另一侧边缘和所述第四侧板的另一侧边缘固定连接；

所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板和所述第四侧板的顶边缘均与所述顶板固定连接，以围成凹槽空间，所述顶板设有通孔，所述通孔与所述前副车架上的用于连接所述前副车架和前副车架本体前方安装支架的孔的形状相同；

所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板和所述第四侧板的底边缘均固定在所述静态强度试验角座总成的倾斜面上。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述连接件包括：凸焊螺母、长螺栓和至少一个调节垫片，所述长螺栓的一端设有螺帽；

所述凸焊螺母焊接在所述顶板的内侧面上，所述长螺栓的另一端依次穿过所述至少一个调节垫片，所述轴套和所述顶板的通孔与所述凸焊螺母固定连接。

5.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述车身样件还包括：固定板，所述固定板设有开口；

所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板和所述第四侧板的底边缘均与所述固定板固定连接，且所述固定板设有的开口与所述围成的凹槽空间连通；

所述固定板固定在所述静态强度试验角座总成的倾斜面上。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述静态强度试验角座总成还包括：至少一个加强筋板；

所述加强筋板与所述倾斜面和底座连接，所述加强筋板用于增加所述倾斜面和所述底座的连接强度。

7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述下底座总成包括：下底座和下夹持轴；

所述下底座和所述下夹持轴连接，所述下夹持轴用于连接所述液压万能试验机；

所述静态强度试验角座总成和所述下底座通过螺栓连接，且所述下底座上的孔为矩形圆角孔，所述静态强度试验角座总成和所述下底座的相对位置可沿所述矩形圆角孔的长度方向调节。

8.一种通过如权利要求1-7任一所述设备进行前副车架脱落强度试验的方法，其特征在于，所述方法包括：

将所述前副车架脱落机构强度试验设备安装在液压万能试验机上后，所述液压万能试验机以指定的加载速率拉伸拉脱机构总成和下底座总成；

所述拉脱机构总成带动连接件运动，所述下底座总成带动车身样件和静态强度试验角座总成向与所述拉脱机构总成运动方向相反的方向运动；

当所述连接件和所述车身样件分离时，所述液压万能试验机停止对所述拉脱机构总成和所述下底座总成的拉伸；

在所述液压万能试验机施加拉伸载荷过程中，通过记录仪记载下拉伸载荷力随拉伸时间变化的曲线图，得出车身样件的脱落强度。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述液压万能试验机以指定的加载速率拉伸拉脱机构总成和下底座总成，包括：

所述液压万能试验机的上夹持部夹持上夹持轴，并且带动所述上夹持轴向上运动，所述上夹持轴带动拉脱叉和十字拉脱销运动；

所述液压万能试验机的下夹持部夹持下夹持轴，并且带动所述下夹持轴向下运动，所述下夹持轴带动下底座向所述上夹持轴运动方向相反的方向运动。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述拉脱机构总成带动所述连接件运动，所述下底座总成带动车身样件和静态强度试验角座总成向与所述拉脱机构总成运动方向相反的方向运动，包括：

所述十字拉脱销带动所述轴套、长螺栓、至少一个调节垫片和凸焊螺母运动；

所述下底座带动所述静态强度试验角座总成和所述车身样件向所述十字拉脱销运动方向相反的方向运动。