CN109443670A - 一种汽车车身表面凹陷与凹痕试验方法 - Google Patents

一种汽车车身表面凹陷与凹痕试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种汽车车身表面凹陷与凹痕试验方法，属于车辆检测技术领域。具体步骤为，先据CAE分析时抗凹性试验对前盖、后盖、车门、白车身自由度的约束要求，调整约束工装，使前盖、后盖、车门、白车身固定约束点与CAE分析保持一致；然后安装弯曲加载电动缸和传感器，根据CAE分析时弯曲刚度试验加载点的位置及数量布置弯曲加载电动缸，根据CAE分析时弯曲刚度试验被测点的形变位置及数量布置；再进行加载：前盖、后盖、车门、白车身进行加载测试，最后试验完成，检查设备正常后按照开机顺序的逆序关闭设备。本发明通过模拟实际约束条件，采用合理的加载方式，加载力线性增加，能够最大限度的确保对汽车车身表面的刚度测试的准确性。

Description

一种汽车车身表面凹陷与凹痕试验方法
技术领域
本发明涉及一种汽车车身表面凹陷与凹痕试验方法，属于车辆检测技术领域。
背景技术
车身覆盖件的表面质量是影响车身性能的一项重要指标和特性。车身覆盖件在使用过程中，常常会受到外界载荷的作用，如人为触摸和按压、积雪等静态载荷，以及行进过程中石子和冰雹等的冲击载荷。另外，车身覆盖件通常都具有大尺寸和大曲率的特点，很容易在上述载荷作用下发生凹陷挠曲，甚至发生永久性变形。
现有技术中，已经有了针对于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、准确性高的汽车车身表面凹陷与凹痕试验方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种汽车车身表面凹陷与凹痕试验方法，使用车身固定点静刚度试验台进行测试，所述车身固定点静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具有加载横臂的摇臂加载体，测试时将设置了汽车车身安装在固定装置上；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；
测试方法具体包括以下步骤，
步骤1、根据CAE分析时抗凹性试验对前盖、后盖、车门、白车身自由度的约束要求，调整约束工装，使前盖、后盖、车门、白车身固定约束点与CAE分析保持一致；
步骤2、安装弯曲加载电动缸和传感器，根据CAE分析时弯曲刚度试验加载点的位置及数量布置弯曲加载电动缸，根据CAE分析时弯曲刚度试验被测点的形变位置及数量布置；
步骤3、进行加载：前盖、后盖、车门、白车身进行加载测试；
步骤4、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：汽车车身表面凹陷试验与凹痕试验步骤一致，在进行汽车车身凹痕试验时在加载杆前端固定设置直径为1英寸的球形加载头，通过球形加载头加载在待测车身表面。
本发明技术方案的进一步改进在于步骤3的加载测试过程包括以下步骤，
a）、在试验台控制系统的软件中选择弯曲刚度试验工况，先在型号管理中添加试验车辆型号，然后在选取型号中选取车门、前盖、后盖、白车身型号，再在产品参数中选取抗凹工况，填写加载力的大小；
b）、在参数设置中填写传感器的空间位置坐标，按实际位置坐标填写；
c）、抗凹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，变形量设置为抗凹试验中传感器可能产生位移的范围；
d）、控制系统控制加载部分进行加载。
本发明技术方案的进一步改进在于：加载测试过程中步骤d的加载方案为，设置最大加载力为350N～400N以5N/s～6N/s的增量进行加载，加载力为每增加50N时保持40s～50s，加载力为最大时保持55s～60s，然后进行卸载。
本发明技术方案的进一步改进在于：卸载时以 5N/s～6N/s的减量进行。
本发明技术方案的进一步改进在于：在进行正式加载前先以50％的最大加载值进行预加载，然后卸载并使传感器回零。
本发明技术方案的进一步改进在于：加载测试完成后由控制系统形成力-位移曲线图，根据力位移曲线图判断汽车车身是否符合标准。
本发明技术方案的进一步改进在于：表面局部凹痕抗力是否达标的标准是，直径为80mm 的刚性球体，在车身表面上施加159N 的压力，车身覆盖件的最大变形不超过6.35mm，残余变形小于0.1mm。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：
本发明中的汽车车身表面凹陷与凹痕试验方法，以车身静刚度刚度试验台为基础，模拟实际工作过程中的约束条件和载荷条件，测试汽车车身的表面钣金件抗凹陷能力，进而获得汽车车身表面的性能，最终为汽车的性能改进提供依据。
本发明采用合理的加载方式，加载力线性增加，能够最大限度的确保对于汽车车身表面的刚度测试的准确性。
本发明自动化程度高，便于实施，测量准确，能够得到准确真实的测试数据，最终确保汽车整体的安全。
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，能够全面测试汽车车身表面的刚度。
附图说明
图1是本发明汽车车身表面凹陷试验示意图；
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、车身。
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车身表面凹陷与凹痕试验方法，该测试方法是在研发出新车型后，用于对汽车的车身表面进行的抗凹陷能力和局部抗凹痕能力测试的。该测试方法以车身静刚度试验台为基础设计合理的测试方案来进行测试。
一种汽车车身表面凹陷与凹痕试验方法，使用车身静刚度试验台进行测试。所述车身静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、用于进行加载的具有加载横臂的摇臂加载体2。
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，然后对位于汽车车身的几个关键区域进行加载试验。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，四个车身固定支架每两个为一组间隔设置用于对车身的前端和后端进行固定。车身固定支架3通过T形螺栓固定在工作台1上，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。具体结构如图1所示。
本发明中的加载区域包括前翼子板及侧围外表面、发动机罩盖外表面、行李箱盖外表面、车门外表面、顶盖外表面。
本发明的测试方法具体包括以下步骤，
步骤1、根据CAE分析时抗凹性试验对前盖、后盖、车门、白车身自由度的约束要求，调整约束工装，使前盖、后盖、车门、白车身固定约束点与CAE分析保持一致；
步骤2、安装弯曲加载电动缸和传感器，根据CAE分析时弯曲刚度试验加载点的位置及数量布置弯曲加载电动缸，根据CAE分析时弯曲刚度试验被测点的形变位置及数量布置；
步骤3、进行加载：前盖、后盖、车门、白车身进行加载测试；该步骤的加载测试过程包括以下步骤，a）、在试验台控制系统的软件中选择弯曲刚度试验工况，先在型号管理中添加试验车辆型号，然后在选取型号中选取车门、前盖、后盖、白车身型号，再在产品参数中选取抗凹工况，填写加载力的大小；b）、在参数设置中填写传感器的空间位置坐标，按实际位置坐标填写；c）、抗凹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，变形量设置为抗凹试验中传感器可能产生位移的范围；d）、控制系统控制加载部分进行加载。加载方案为，设置最大加载力为350N～400N以5N/s～6N/s的增量进行加载，加载力为每增加50N时保持40s～50s，加载力为最大时保持55s～60s，然后进行卸载。卸载时以 5N/s～6N/s的减量进行。
步骤4、试验完成，检查设备正常后按照开机顺序的逆序关闭设备。
本发明在具体的试验是，还可以在正式加载前先以50％的最大加载值进行预加载，然后卸载并使传感器回零。
本发明中的试验台的控制系统，能够对加载部分进行精确控制，并且在加载测试完成后由控制系统形成力-位移曲线图，根据力位移曲线图判断汽车车身是否符合标准。具体的判断方法为，表面局部凹痕抗力是否达标的标准是，直径为80mm 的刚性球体，在车身表面上施加159N 的压力，车身覆盖件的最大变形不超过6.35mm，残余变形小于0.1mm。
下面是使用上述方法具体进行测试的具体实施例：
在试验前，首先需要准备车身静刚度试验台备用。车身静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动缸，加载电动缸的最大加载力应大于预设的最大加载力，本次试验中的最大加载力为400N，故选用最大加载力为500N的加载电动缸。在试验设备准备好后，进行试验。试验时的示意图见图1。
以下为抗凹试验：
步骤1、根据CAE分析时抗凹性试验对前盖、后盖、车门、白车身自由度的约束要求，调整约束工装，使前盖、后盖、车门、白车身固定约束点与CAE分析保持一致。
步骤2、安装弯曲加载电动缸和传感器，加载电动缸的最大加载例为500N.根据CAE分析时弯曲刚度试验加载点的位置及数量布置弯曲加载电动缸，根据CAE分析时弯曲刚度试验被测点的形变位置及数量布置。
步骤3、进行加载：对前盖、后盖、车门、白车身进行加载测试。在正式加载前先以200N为最大加载值进行预加载，然后卸载并将传感器调节回零。再进行正式加载，具体步骤如下，a）、在试验台控制系统的软件中选择弯曲刚度试验工况，先在型号管理中添加试验车辆型号，然后在选取型号中选取车门、前盖、后盖、白车身型号，再在产品参数中选取抗凹工况，填写加载力的大小；b）、在参数设置中填写传感器的空间位置坐标，按实际位置坐标填写；c）、抗凹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，变形量设置为抗凹试验中传感器可能产生位移的范围；d）、控制系统控制加载部分进行加载。加载方案为，设置最大加载力为400N以5N/s～6N/s的增量进行加载，加载力为每增加50N时保持50s，加载力为400N时保持60s，然后进行卸载。卸载时以 5N/s～6N/s的减量进行。加载时需要对前盖、后盖、车门、白车身分别进行加载卸载。
步骤4、试验完成，检查设备正常后按照开机顺序的逆序关闭设备。
表面凹痕试验是在上述过程的基础上，在加载杆前端固定设置直径为1英寸的球形加载头，通过球形加载头加载在待测车身表面。试验步骤与上述各步骤一致。
在加载试验完成后，控制系统能够在计算机界面生成力-位移曲线图，根据力位移曲线图判断汽车车身是否符合标准。具体的判断方法为，表面局部凹痕抗力是否达标的标准是，直径为80mm 的刚性球体，在车身表面上施加159N 的压力，车身覆盖件的最大变形不超过6.35mm，残余变形小于0.1mm。
图2表示的是本次试验中抗凹性能测试时得到的力-位移曲线图。
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，能够全面测试汽车车身的刚度。
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，该增量符合汽车车身的安装结构及性能；设置最大加载力为400N，能够在不对车身表面各处不造成损害的前提下，得到极限条件下的车身表面的抗凹性能。
本发明以车身安装固定点静刚度试验台为基础，设计了合理的加载方案，能够对汽车车身表面的抗凹性能进行精确的测试。
本发明中的汽车车身表面凹陷与凹痕试验方法，是以车身静刚度刚度试验台为基础的，通过模拟实际工作过程中的约束条件和载荷条件，测试汽车车身的表面钣金件抗凹陷能力，进而获得汽车车身表面的性能，最终为汽车的性能改进提供依据。

Claims (8)

1.一种汽车车身表面凹陷与凹痕试验方法，使用车身固定点静刚度试验台进行测试，所述车身固定点静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具有加载横臂的摇臂加载体，其特征在于：测试时将汽车车身安装在固定装置上；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；
测试方法具体包括以下步骤，
步骤1、根据CAE分析时抗凹性试验对前盖、后盖、车门、白车身自由度的约束要求，调整约束工装，使前盖、后盖、车门、白车身固定约束点与CAE分析保持一致；
步骤2、安装弯曲加载电动缸和传感器，根据CAE分析时弯曲刚度试验加载点的位置及数量布置弯曲加载电动缸，根据CAE分析时弯曲刚度试验被测点的形变位置及数量布置；
步骤3、进行加载：前盖、后盖、车门、白车身进行加载测试；
步骤4、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所述的一种汽车车身表面凹陷与凹痕试验方法，其特征在于：汽车车身表面凹陷试验与凹痕试验步骤一致，在进行汽车车身凹痕试验时在加载杆前端固定设置直径为1英寸的球形加载头，通过球形加载头加载在待测车身表面。
3.根据权利要求1或2任一项所述的一种汽车车身表面凹陷与凹痕试验方法，其特征在于：步骤3的加载测试过程包括以下步骤，
a）、在试验台控制系统的软件中选择弯曲刚度试验工况，先在型号管理中添加试验车辆型号，然后在选取型号中选取车门、前盖、后盖、白车身型号，再在产品参数中选取抗凹工况，填写加载力的大小；
b）、在参数设置中填写传感器的空间位置坐标，按实际位置坐标填写；
c）、抗凹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，变形量设置为抗凹试验中传感器可能产生位移的范围；
d）、控制系统控制加载部分进行加载。
4.根据权利要求3所述的一种汽车车身表面凹陷与凹痕试验方法，其特征在于：加载测试过程中步骤d的加载方案为，设置最大加载力为350N～400N以5N/s～6N/s的增量进行加载，加载力为每增加50N时保持40s～50s，加载力为最大时保持55s～60s，然后进行卸载。
5.根据权利要求4所述的一种汽车车身表面凹陷与凹痕试验方法，其特征在于：卸载时以 5N/s～6N/s的减量进行。
6.根据权利要求3或4所述的一种汽车车身表面凹陷与凹痕试验方法，其特征在于：在进行正式加载前先以50％的最大加载值进行预加载，然后卸载并使传感器回零。
7.根据权利要求3所述的一种汽车车身表面凹陷与凹痕试验方法，其特征在于：加载测试完成后由控制系统形成力-位移曲线图，根据力位移曲线图判断汽车车身是否符合标准。
8.根据权利要求7所述的一种汽车车身表面凹陷与凹痕试验方法，其特征在于：表面局部凹痕抗力是否达标的标准是，直径为80mm 的刚性球体，在车身表面上施加159N 的压力，车身覆盖件的最大变形不超过6.35mm，残余变形小于0.1mm。
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