CN109238601A - 一种汽车前后盖固定点刚度测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车前后盖固定点刚度测试方法，属于车辆检测技术领域。使用前后盖刚度试验台进行测试；具体步骤为，首先将汽车白车身进行约束；然后安装汽车前后盖固定点刚度测试的加载电动缸作为伺服驱动加载单元；按控制系统的预设加载方案对前后盖作X、Y、Z向的加载试验；根据车型不同，汽车前后盖型号不同，选用不同的加载方案；加载完成后根据采集到的力及位移的数据作出加载过程及卸载过程的力—位移刚度性能曲线，同时得出残余变形量；试验完成后检查设备正常后按照开机顺序的逆序关闭设备。本发明的试验中对前后盖的铰接点进行三个方向的拉力加载和压力加载，能够全方位的对前后盖铰接点进行刚度测试，提高了试验的准确性。

Description

一种汽车前后盖固定点刚度测试方法

技术领域

本发明涉及一种汽车前后盖固定点刚度测试方法，属于车辆检测技术领域。

背景技术

为了保证汽车的行驶安全，在研制出一种新车型或者生产出一种新车时，需要对车身上的各部件的静刚度做测试，以观察这些部件在受到不同载荷、不同方向的压力和拉力时所发生的变形情况以及所能承受的最大压力和拉力。

汽车的前后盖，也就是汽车的发动机罩和行李箱盖，是与车身的主体支架进行铰接的，汽车前后盖与车身主体支架的铰接点的良好刚度是保证汽车前后盖长时间稳定工作的前提。因此，需要对新车的白车身的前后盖进行刚度试验。

静刚度测量方法主要是：位移和应变。位移测量是在对汽车部件进行加载时，测量部件上若干点的位移，并绘制曲线。目前常用的测量方法是人工读取和记录各百分表的数值，然后绘制相应载荷下的挠曲线。应变测量是在对汽车部件进行加载时，测量桥壳上关心点的应力大小。目前常用的测量方法是在桥壳上粘贴应变片，通过应变仪测量部件在相应载荷下的应力。位移测量和应变测量完全独立进行。在实际试验过程中，往往需要布置数十只百分表和多个应变测点，并且记录多轮载荷下的位移量和应力值。现有的测量方法中，通过人工读取百分表的数值和绘制挠曲线，工作量大，容易带来人为误差，同时，位移测量系统和应力测量系统完全独立，试验者需要分别测量和处理两类数据，劳动强度大，操作不方便。

现有技术中，已经有了针对与车身安装固定点的静刚度试验台，用于在研车白车身静刚度测试工作，模拟实际工作过程中的约束条件和载荷条件，用于测试车身安装固定点静刚度，也可以用于测试车身外表面钣金件抗凹陷能力，但是现有技术中公开的仅仅是一种试验台，并没有针对于汽车不同部件的具体的刚度测试方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作方便、准确性高的汽车前后盖固定点刚度测试方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种汽车前后盖固定点刚度测试方法，使用前后盖刚度试验台进行测试；所述前后盖刚度试验台包括通过数模输出卡与控制主板连接的伺服驱动加载单元、通过数模输入卡与控制主板连接的位移传感器和力传感器、通过力传感器与伺服驱动加载单元相连接的加载杆、与控制主板连接的控制系统和控制柜、用于垂直加载试验的摇臂加载体，测试时将汽车白车身设置在固定装置上；所述固定装置包具有若干T形安装槽的工作台以及固定在工作台表面的若干车身固定支架；铰接部件包括发动机罩和行李箱盖；具体包括以下步骤，

步骤1、固定汽车白车身：固定汽车白车身：根据CAE分析时汽车前后盖固定点刚度试验对汽车前后盖的的约束要求，调整约束工装，使汽车前后盖固定约束点与CAE分析保持一致；

步骤2、测试准备：安装汽车前后盖固定点刚度测试的加载电动缸作为伺服驱动加载单元，根据CAE分析时加载点的位置及数量布置加载电动缸及传感器；

步骤3、进行加载：调整加载部分的位置使加载杆与汽车前后盖固定点连接；按控制系统的预设加载方案对前后盖作X、Y、Z向的加载试验；根据车型不同，汽车前后盖型号不同，加载方案不同；

步骤4、根据采集到的力及位移的数据作出加载过程的力—位移刚度性能曲线及卸载过程的力—位移刚度性能曲线；同时得出残余变形量；

步骤5、试验完成，检查设备正常后按照开机顺序的逆序关闭设备。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤3中加载时，首先根据加载点的实际位置，在控制系统中填写加载点的位置坐标，由控制系统调整加载电动缸的位置至加载点。

本发明技术方案的进一步改进在于： 步骤3中加载力逐渐增大，加载过程中力值变化量小于20N/S，加载力最大为100N～200N。

本发明技术方案的进一步改进在于：加载过程中以5N/s～6N/s的增量进行加载，加载力每增加50N保持50s～60s，加载力达到最大后保持80s～100s。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤3中对前后盖作X、Y、Z三个方向的加载试验；每个方向进行拉力和压力的加载试验。

本发明技术方案的进一步改进在于：加载时对前后盖一个方向先进行拉力加载然后进行压力加载，该方向的拉力加载和压力加载完成后再进行下一个方向的拉力加载和压力加载。

本发明技术方案的进一步改进在于：车身固定支架上端面设置升降油缸，车身固定支架上的升降油缸联动控制；升降油缸的上端通过螺栓与车身固定连接。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤4中的力—位移刚度性能曲线由控制系统生成，力—位移刚度性能曲线坐标范围设置中，布点位置设置为位移传感器X、Y、Z向的布点范围，变形量设置为汽车前后盖固定点刚度试验中传感器可能产生位移的范围。

本发明技术方案的进一步改进在于：工作台的一侧设置使摇臂加载体直线移动的导轨，摇臂加载体沿导轨直线移动。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：

本发明中的汽车前后盖固定点刚度测试方法，以前后盖刚度试验台为基础，通过对前后盖与车体主体支架的铰接点进行三个方向的拉压试验，全面测试前后盖的铰接点的刚度，确保车身的安全性。

本发明使用的前后盖刚度试验台，通过车身固定支架将汽车车身固定约束，车身固定支架上端面设置升降油缸，能够控制车身进行整体的上下移动，便于对车身进行各个方位的加载；同时能够使该试验台适用于不同车身型号的试验。

本发明采用合理的加载方式，加载力线性增加，并且每增加50N时保持一段时间，能够最大限度的确保对于汽车前后盖固定点刚度测试的准确性。

本发明自动化程度高，便于实施，测量准确，控制系统能够对试验过程进行精确的加载控制，能够得到准确真实的测试数据，最终确保汽车整体的安全。

附图说明

图1是本发明前后盖刚度试验台示意图；

图2是试验后得到的力—位移刚度性能曲线；

其中，1、工作台，2、摇臂加载体，3、车身固定支架，4、导轨。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明：

本发明公开了一种汽车前后盖固定点刚度测试方法，该测试方法是在研发出新车型后，用于对汽车的前后盖进行刚度测试的。该测试方法是以前后盖刚度试验台为基础进行测试的。

一种汽车前后盖固定点刚度测试方法，使用前后盖刚度试验台进行测试。汽车前后盖主要指的是发动机罩和行李箱盖。所述前后盖刚度试验台包括加载部分和数据采集部分，具体的是包括通过数模输出卡与控制主板连接的伺服驱动加载单元、通过数模输入卡与控制主板连接的位移传感器和力传感器、通过力传感器与伺服驱动加载单元相连接的加载杆、与控制主板连接的控制系统和控制柜、用于垂直加载试验的摇臂加载体2。前后盖刚度试验台是在车身安装固定点静刚度试验台的基础上进行了改进，主要改进在于摇臂加载体2能够进行直线移动。

本发明的测试方法在进行具体的测试时将车身设置在固定装置上；由固定装置将车身进行全约束，然后对车身的发动机罩和行李箱盖进行加载试验。

本发明中使用到的固定装置包具有若干T形安装槽的工作台1以及固定在工作台1表面的若干车身固定支架3。通常的，车身固定支架设置四个，车身固定支架3通过T形螺栓固定在工作台1上，车身固定支架3的安装位置能够使加载点覆盖汽车前后盖的全部铰接点。工作台1上平行设置若干倒T形槽用于同T形螺栓配合将车身固定支架3固定安装到工作台1上。车身固定支架3上端面设置升降油缸，车身固定支架3上的升降油缸联动控制；升降油缸的上端通过螺栓与车身固定连接，升降油缸能够控制车身进行整体的上下移动，便于对车身进行各个方位的加载；同时能够使该试验台适用于不同车身型号的试验。本发明中使用的工作台1的一侧设置使摇臂加载体2直线移动的导轨4，摇臂加载体2沿导轨直线移动，这样能够便于进行摇臂加载体2的移动，从而实现对于不同加载位置的加载。具体结构如图1所示。

本发明的测试方法具体包括以下步骤，

步骤1、固定汽车白车身：根据CAE分析时汽车前后盖固定点刚度试验对汽车前后盖的的约束要求，调整约束工装，使汽车前后盖固定约束点与CAE分析保持一致。在研制新型汽车时，设计人员需要在CAE软件中进行仿真试验，此处对汽车前后盖进行约束时，在此需要按仿真试验进行设置。

步骤2、测试准备：调整加载部分的位置使加载杆与汽车前后盖固定点连接；安装汽车前后盖固定点刚度测试的加载电动缸作为伺服驱动加载单元，根据CAE分析时加载点的位置及数量布置加载电动缸及传感器。加载电动缸同加载杆连接，通过加载杆对加载点进行加载，加载杆上安装设置力传感器和位移传感器。

步骤3、进行加载：按控制系统的预设加载方案对前后盖作X、Y、Z向的加载试验；根据车型不同，汽车前后盖型号不同，加载方案不同。该步骤中加载力逐渐增大，加载过程中力值变化量小于20N/S，加载力最大为100N～200N；在加载过程中优先的以5N/s～6N/s的增量进行加载，加载力每增加50N保持50s～60s，加载力达到最大后保持80s～100s。当发现加载过程中增量大于20N/s时，则加载电动缸加载速度过快，需控制加载电动缸加载速度，以保证加载力的精准。加载方案的不同主要指的是加载力上的区别。

该步骤中对前后盖作X、Y、Z三个方向的加载试验；每个方向进行拉力和压力的加载试验。具体的是，加载时对前后盖一个方向先进行拉力加载然后进行压力加载，该方向的拉力加载和压力加载完成后再进行下一个方向的拉力加载和压力加载。加载过程中由力传感器和位移传感器进行实时数据采集。

步骤4、根据采集到的力及位移的数据作出加载过程的力—位移刚度性能曲线及卸载过程的力—位移刚度性能曲线；同时得出残余变形量。该步骤中的力—位移刚度性能曲线由控制系统生成，力—位移刚度性能曲线坐标范围设置中，布点位置设置为位移传感器X、Y、Z向的布点范围，变形量设置为汽车前后盖固定点刚度试验中传感器预计可能会产生位移的范围。

步骤5、试验完成，检查设备正常后按照开机顺序的逆序关闭设备。

使用上述方法能够实现对于汽车的前后盖的刚度试验，在试验前，首先需要准备前后盖刚度试验台备用。前后盖刚度试验台包括通过数模输出卡与控制主板连接的伺服驱动加载单元、通过数模输入卡与控制主板连接的位移传感器和力传感器、通过力传感器与伺服驱动加载单元相连接的加载杆、与控制主板连接的控制系统和控制柜、用于垂直加载试验的摇臂加载体。加载杆通常使用的是加载电缸，所述加载电缸的最大加载力为500N。摇臂加载体2能够沿工作台1上的导轨4移动。

下面是具体的实施例：

实施例1：

步骤1、固定汽车白车身：根据CAE分析时汽车前后盖固定点刚度试验对汽车前后盖的的约束要求，调整约束工装，使汽车前后盖固定约束点与CAE分析保持一致。在此使用车身固定支架对汽车白车身进行全约束。

步骤2、测试准备：安装汽车前后盖固定点刚度测试的加载电动缸作为伺服驱动加载单元，根据CAE分析时加载点的位置及数量布置加载电动缸及传感器。将加载电动缸同加载杆连接，通过加载杆对加载点进行加载，加载杆上安装设置力传感器和位移传感器。选用最大加载力500N的加载电动缸。

步骤3、进行加载：调整加载部分的空间位置使加载杆与汽车前后盖固定点连接；按控制系统的预设加载方案对前后盖作X、Y、Z向的加载试验。具体的操作是在控制系统的控制界面上填写汽车的车型号，然后选取汽车前后盖的型号，再在产品参数中选取测试工况，填写加载力的大小100N。使加载力以5N/s～6N/s的增量进行加载，加载力为50N时保持60s，当加载到100N时保持100s，然后进行卸载，卸载时按加载力5N/s的减量进行。加载过程中加载力的增量确保小于20N/s，如果加载增量过大，工作人员应马上进行调整。

试验过程中，对前后盖作X、Y、Z三个方向的加载试验；每个方向进行拉力和压力的加载试验。具体的是，加载时将加载杆与其中一个铰接点固定连接，再对一个方向先进行拉力加载然后进行压力加载，该方向的拉力加载和压力加载完成后，调整加载杆与该铰接点的相对位置方向，再进行下一个方向的拉力加载和压力加载。或者也可以先进行压力加载后进行拉力加载，该方向的压力加载和拉力加载完成后再进行下一个方向的压力加载和拉力加载。在完成其中一个铰接点的X、Y、Z三个方向的加载试验后，再对下一个铰接点的三个方向进行拉力和压力的加载试验。

步骤4、根据控制系统采集到的力及位移的数据作出加载过程的力—位移刚度性能曲线及卸载过程的力—位移刚度性能曲线；同时得出残余变形量。控制系统能够自动生成曲线，生成曲线前在控制系统中设置力—位移刚度性能曲线的横轴为位移以及横轴坐标范围最大为2mm，纵轴为加载力以及纵轴坐标范围最大为110N。变形量设置为汽车前后盖固定点刚度试验中传感器预计可能会产生位移的范围，此处设置为2mm。图2是试验后得到的力—位移刚度性能曲线，靠左的曲线表示的是加载过程，靠右的曲线表示的是卸载过程。

对照试验数据与标准，判断发动机罩或后备箱盖铰链固定点刚度是否满足要求，可从变形量曲线是否有突变来判定发动机罩或后备箱盖铰链固定点刚度分布是否合适，有突变的刚度分布较差，同时与CAE模型仿真曲线对比，判断CAE车身模型是否准确。发动机罩或后备箱盖铰链固定点满足试验要求的标准是在加载过程中最大位移不应超过2mm，卸载后残余变形量不应大于0.5mm。根据图2的曲线可知，该次试验中的发动机罩和后备箱盖是符合要求的。

本发明中使用的试验台由控制系统控制，可以直接在控制系统的控制软件界面填入坐标位置、最大加载力的大小等，还可以通过设置汽车型号，实现加载方案的设定。

本发明设计了合理的加载方式，能够得到加载过程和卸载过程中力—位移刚度性能曲线，能够全面测试汽车前后盖的刚度。本发明在加载过程中设置了合理的加载力增量即5N/s～6N/s，该增量符合汽车前后盖的安装结构及性能；设置最大加载力为100N～200N，能够在不对汽车前后盖造成损害的前提下，得到极限条件下的汽车前后盖铰接点的刚度性能。

本发明的试验中对前后盖的铰接点进行三个方向的拉力加载和压力加载，能够全方位的对汽车前后盖铰接点进行刚度测试，更加真实的模拟汽车的前后盖在实际使用中受到的作用力，从而提高了试验的准确性以及真实性。

Claims (9)

1.一种汽车前后盖固定点刚度测试方法，使用前后盖刚度试验台进行测试；所述前后盖刚度试验台包括通过数模输出卡与控制主板连接的伺服驱动加载单元、通过数模输入卡与控制主板连接的位移传感器和力传感器、通过力传感器与伺服驱动加载单元相连接的加载杆、与控制主板连接的控制系统和控制柜、用于垂直加载试验的摇臂加载体，其特征在于：测试时将汽车白车身设置在固定装置上；所述固定装置包具有若干T形安装槽的工作台以及固定在工作台表面的若干车身固定支架；铰接部件包括发动机罩和行李箱盖；具体包括以下步骤，

步骤1、固定汽车白车身：根据CAE分析时汽车前后盖固定点刚度试验对汽车前后盖的的约束要求，调整约束工装，使汽车前后盖固定约束点与CAE分析保持一致；

步骤2、测试准备：安装汽车前后盖固定点刚度测试的加载电动缸作为伺服驱动加载单元，根据CAE分析时加载点的位置及数量布置加载电动缸及传感器；

步骤3、进行加载：调整加载部分的位置使加载杆与汽车前后盖固定点连接；按控制系统的预设加载方案对前后盖作X、Y、Z向的加载试验；根据车型不同，汽车前后盖型号不同，加载方案不同；

步骤4、根据采集到的力及位移的数据作出加载过程的力—位移刚度性能曲线及卸载过程的力—位移刚度性能曲线；同时得出残余变形量；

步骤5、试验完成，检查设备正常后按照开机顺序的逆序关闭设备。

2.根据权利要求1所述的一种汽车前后盖固定点刚度测试方法，其特征在于：步骤3中加载时，首先根据加载点的实际位置，在控制系统中填写加载点的位置坐标，由控制系统调整加载电动缸的位置至加载点。

3.根据权利要求1所述的一种汽车前后盖固定点刚度测试方法，其特征在于： 步骤3中加载力逐渐增大，加载过程中力值变化量小于20N/S，加载力最大为100N～200N。

4.根据权利要求3所述的一种汽车前后盖固定点刚度测试方法，其特征在于：加载过程中以5N/s～6N/s的增量进行加载，加载力每增加50N保持50s～60s，加载力达到最大后保持80s～100s。

5.根据权利要求1～4任一项所述的一种汽车前后盖固定点刚度测试方法，其特征在于：步骤3中对前后盖作X、Y、Z三个方向的加载试验；每个方向进行拉力和压力的加载试验。

6.根据权利要求5所述的一种汽车前后盖固定点刚度测试方法，其特征在于：加载时对前后盖一个方向先进行拉力加载然后进行压力加载，该方向的拉力加载和压力加载完成后再进行下一个方向的拉力加载和压力加载。

7.根据权利要求1所述的一种汽车前后盖固定点刚度测试方法，其特征在于：车身固定支架上端面设置升降油缸，车身固定支架上的升降油缸联动控制；升降油缸的上端通过螺栓与车身固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种汽车前后盖固定点刚度测试方法，其特征在于：步骤4中的力—位移刚度性能曲线由控制系统生成，力—位移刚度性能曲线坐标范围设置中，布点位置设置为位移传感器X、Y、Z向的布点范围，变形量设置为汽车前后盖固定点刚度试验中传感器可能产生位移的范围。

9.根据权利要求1所述的一种汽车前后盖固定点刚度测试方法，其特征在于：工作台的一侧设置使摇臂加载体直线移动的导轨，摇臂加载体沿导轨直线移动。