CN109612672A - 一种于汽车零部件冲击试验的弯板减速装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车零部件冲击试验的弯板减速装置，包括装置本体，其特征是：装置本体包括外壳体、引导柱、具有变形能力的条状吸能板，其沿长度方向的中心线垂直于引导柱的轴心线，吸能板的前部和后部均伸出外壳体外、中部弯折并与每个引导柱的部分表面紧贴；其能够在汽车零部件冲击试验过程中对汽车零部件的安装座起到减速作用；成本低、使用寿命长。本发明还涉及一种用于汽车零部件冲击试验的方法，包括第一步，建立三维模型；第二步，利用CAE碰撞仿真确定装置本体参数；第三步，进行装置本体的加工和制造；第四步，对汽车零部件进行实体试验；其能够使得汽车零部件的变形同整车侧碰撞变形相一致，更加有针对性的对汽车零部件进行优化设计。

Description

一种于汽车零部件冲击试验的弯板减速装置及方法

技术领域

本发明涉及汽车碰撞试验，具体涉及一种用于汽车零部件冲击试验的弯板减速装置及方法。

背景技术

汽车中与碰撞安全相关的零部件均需要做冲击试验。试验前，先将汽车零部件固定在安装座上，试验过程中，当冲击体冲击汽车零部件时，固定汽车零部件的安装座会释放该零部件特定的自由度，该自由度上的减速度(受力)和位移必须符合给定的要求，通常为减速度-位移曲线。该减速度-位移曲线通过与汽车零部件安装座对应的减速器来实现。目前国内外零部件冲击试验中大多使用液压或气压缸作为减速器；液压缸或气压缸可方便调节设置减速度-位移曲线。如CN202451495U公开的的“一种应用于汽车碰撞试验的气动缸”，包括具有空腔且呈直筒状的缸体和设置于缸体内且能沿着缸体轴向滑动的活塞杆，活塞杆一端能伸出缸体外，活塞杆的另一端具有活塞，活塞将缸体分隔为两个空腔：与外界连通的发射腔和密闭的气垫腔，气垫腔内充有缓冲气体，在气垫腔内还设有能使活塞杆快速停止的急停机构；其具有急停机构，结构简单，易于控制，急停机构利用变形力来缓冲活塞杆的撞击力，吸收活塞杆剩余的能量使活塞杆快速停止，从而达到保护缸体的目的。但液压缸或气压缸作为减速器价格高并且需要油泵油缸或气泵等配套设备，整体体积大、安装及维护比较复杂；因此需开发一种新的减速装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于汽车零部件冲击试验的弯板减速装置，其能够在汽车零部件冲击试验过程中对汽车零部件的安装座起到减速作用，结构简单，能够大大降低制造成本和维修成本，同时变形之后的吸能板能够回收利用；使用寿命长；本发明还提供一种用于汽车零部件冲击试验的方法，能够使得汽车零部件的变形同整车侧碰撞变形相一致，更加有针对性的对汽车零部件进行优化设计。

本发明所述的一种用于汽车零部件冲击试验的弯板减速装置，包括装置本体，其特征是：所述装置本体包括外壳体、位于该外壳体内并与所述外壳体连接的多个相互平行的引导柱；还包括具有变形能力的条状吸能板，其沿长度方向的中心线垂直于引导柱的轴心线，所述吸能板的前部和后部均伸出所述外壳体外、中部弯折并与所述每个引导柱的部分表面紧贴。

进一步，所述外壳体包括底座、设在该底座上部左边缘部位的左侧板、设在所述底座上部右边缘部位的右侧板、与所述左侧板与右侧板的上端部连接的上盖板；所述引导柱的一端与所述左侧板相连、另一端与所述右侧板相连。

进一步，所述外壳体的左侧板和右侧板上对应设有多组通孔，所述引导柱的左端部与所述左侧板上的通孔配合、右端部与所述右侧板上的通孔配合，且所述引导柱的左端部和右端部均通过限位板限位，螺栓穿过所述限位板与所述引导柱的端部连接。

本发明所述一种用于汽车零部件冲击试验的方法，包括以下步骤：

第一步；建立汽车零部件、装置本体、用于固定汽车零部件的安装座以及用于试验的冲击体的三维模型。

第二步；通过CAE仿真确定装置本体的参数使得固定汽车零部件的安装座的减速度-位移曲线满足设计要求；装置本体的参数包括装置本体所需台数、每台装置本体中引导柱的个数及布置位置和每台装置本体中吸能板的材料、宽度、厚度、预紧程度。

第三步；根据确定的装置本体的参数进行装置本体的加工和制造。

第四步；对汽车零部件进行实体试验；先将汽车零部件固定在安装座上，安装座根据需求滑动或者既滑动又转动的安装在试验基座上；将装置本体的底座固定在试验基座上，装置本体中的吸能板一端与安装座固定连接；然后对吸能板的另一端按确定的预紧力预紧后松开；最后进行冲击试验。

本发明有益的技术效果：

由于设计了装置本体，装置本体包括外壳体、引导柱、具有变形能力的条状吸能板，吸能板沿长度方向的中心线垂直于引导柱的轴心线，且吸能板的前部和后部均伸出外壳体外、中部弯折并与每个引导柱的部分表面紧贴，其在汽车零部件冲击试验过程中对汽车零部件的安装座起到了减速作用，结构简单，大大降低了制造成本和维修成本，同时变形之后的吸能板能够回收利用；通过将引导柱的端部直接与左侧板或者右侧板配合，减小了试验过程中外壳体和引导柱单位面积受力大小，延长了装置本体的使用寿命；通过本发明提出的方法使得汽车零部件的变形同整车侧碰撞变形相一致，更加有利于有针对性的对汽车零部件进行优化设计。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是吸能板与引导柱的配合结构示意图；

图3是本发明的使用状态视图。

图中：1-外壳体，2-引导柱，3-吸能板，4-螺栓，5-限位板，6-汽车零部件，7-安装座，8-冲击体；

10-装置本体；

11-底座，12-左侧板，13-右侧板，14-上盖板；

31-安装孔。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做详细说明。

参见图1至图3所示的一种用于汽车零部件冲击试验的弯板减速装置，包括装置本体10，其特征是：所述装置本体10包括外壳体1、位于该外壳体1内并与所述外壳体1连接的多个相互平行的引导柱2；还包括具有变形能力的条状吸能板3，其沿长度方向的中心线垂直于引导柱2的轴心线，所述吸能板3的前部和后部均伸出所述外壳体1外、中部弯折并与所述每个引导柱2的部分表面紧贴。外壳体1固定不动；吸能板3的前端部和后端均设有安装孔31，吸能板3的前部通过安装孔31与固定汽车零部件6的安装座7固定连接，后部处于自由状态；或者吸能板3的后部通过安装孔31与固定汽车零部件6的安装座7固定连接，前部处于自由状态。当冲击体8冲击汽车零部件时，固定汽车零部件6的安装座7会随之运动，带动吸能板3在引导柱2的作用下运动并连续弯曲变形，吸收安装座7的动能，从而达到对安装座7减速的目的。通过调节吸能板的材料、宽度、厚度、预紧程度以及通过并联多台不同规格的装置本体10，可实现各种减速度曲线。结构简单，能够大大降低制造成本，节省后期的维修成本，同时变形之后的吸能板3能够回收利用。

所述外壳体1包括底座11、设在该底座11上部左边缘部位的左侧板12、设在所述底座11上部右边缘部位的右侧板13、与所述左侧板12与右侧板13的上端部连接的上盖板14；所述引导柱2的一端与所述左侧板12相连、另一端与所述右侧板13相连。底座11上设有安装过孔，螺栓穿过安装过孔将底座11固定安装在试验基座上。本实施例中安装过孔为设在底座11上的条形孔，能够方便对底座11的位置进行调节。

所述外壳体1的左侧板12和右侧板13上对应设有多组通孔，所述引导柱2的左端部与所述左侧板12上的通孔配合、右端部与所述右侧板13上的通孔配合，且所述引导柱2的左端部和右端部均通过限位板5限位，螺栓4穿过所述限位板5与所述引导柱2的端部连接。由于冲击体8冲击汽车零部件时力较大，使得安装座7的动能也较大，将引导柱2的左端部与左侧板12上的通孔配合、右端部与右侧板13上的通孔配合，能够增大引导柱与左侧板和右侧板的受力面积，从而减小单位面积的受力，使用寿命长。限位板5能够对引导柱2在左右方向起到限位作用，防止吸能板变形过程中引导柱滑出。安装时，先将外壳体1的底座11通过螺栓固定安装在试验基座上，将吸能板3通过预先的弯折加工做成所需的弯折状，然后将吸能板3放入外壳体1内，再将引导柱2从左侧板12或者右侧板13上的通孔插入，螺栓4穿过限位板5与引导柱2端部的螺纹孔配合，引导柱2与外壳体1配合连接完之后，将吸能板3的一端与安装座7固定连接、另一端与预紧装置连接，通过调节预紧装置，可使吸能板3和引导柱2紧密贴合。

一种用于汽车零部件冲击试验的方法，包括以下步骤：

第一步；建立汽车零部件6、装置本体10、用于固定汽车零部件6的安装座7以及用于试验的冲击体8的三维模型。

第二步；通过CAE仿真确定装置本体10的参数使得固定汽车零部件6的安装座7的减速度-位移曲线满足设计要求；装置本体10的参数包括装置本体10所需台数、每台装置本体中引导柱2的个数及布置位置和每台装置本体中吸能板3的材料、宽度、厚度、预紧程度。

第三步；根据确定的装置本体10的参数进行装置本体10的加工和制造。

第四步；对汽车零部件6进行实体试验；先将汽车零部件6固定在安装座7上，安装座7根据需求滑动或者既滑动又转动的安装在试验基座上；将装置本体10的底座11固定在试验基座上，装置本体10中的吸能板3一端与安装座7固定连接；然后对吸能板3的另一端按确定的预紧力预紧后松开；最后进行冲击试验。

为了准确并快速的选定装置本体10的参数来达成目标减速度曲线，需要事先进行大量的CAE仿真。通过在CAE仿真中试错并迭代各个可调参数，可以使安装座的减速度-位移曲线达到设计要求，并进一步使汽车零部件6的变形同整车侧碰撞变形相一致，以便更加有针对性的对汽车零部件进行优化设计。

以B柱为例，即汽车零部件6为B柱时，如图3所示，将B柱的两端部分别通过安装座7固定，由于B柱在碰撞过程中既会在整车Y方向发生形变，两端部也会在X方向发生扭转，因此固定B柱上端的安装座7选择既能在平动又能转动的安装在试验基座上，固定B柱下端的安装座选择转动的安装在试验基座上。

试验过程中，用冲击体8冲击汽车零部件6时，安装座7会随之滑动或者既滑动又转动，从而带动装置本体10中的吸能板3连续弯曲变形吸收动能，从而达到减速的目的。完成试验后，拆下引导柱2，最后便可取出变形后的吸能板3。

本发明比传统液压缸减速器价格低、体积小、易于安装及维护，可取代传统的液压缸减速器；已成功应用于B柱等零部件的测试试验中。

Claims (4)

1.一种用于汽车零部件冲击试验的弯板减速装置，包括装置本体(10)，其特征是：所述装置本体(10)包括外壳体(1)、位于该外壳体(1)内并与其连接的多个相互平行的引导柱(2)；还包括具有变形能力的条状吸能板(3)，其沿长度方向的中心线垂直于引导柱(2)的轴心线，所述吸能板(3)的前部和后部均伸出所述外壳体(1)外、中部弯折并与所述每个引导柱(2)的部分表面紧贴。

2.根据权利要求1所述的用于汽车零部件冲击试验的弯板减速装置，其特征是：所述外壳体(1)包括底座(11)、设在该底座(11)上部左边缘部位的左侧板(12)、设在所述底座(11)上部右边缘部位的右侧板(13)、与所述左侧板(12)与右侧板(13)的上端部连接的上盖板(14)；所述引导柱(2)的一端与所述左侧板(12)相连、另一端与所述右侧板(13)相连。

3.根据权利要求2所述的用于汽车零部件冲击试验的弯板减速装置，其特征是：所述外壳体(1)的左侧板(12)和右侧板(13)上对应设有多组通孔，所述引导柱(2)的左端部与所述左侧板(12)上的通孔配合、右端部与所述右侧板(13)上的通孔配合，且所述引导柱(2)的左端部和右端部均通过限位板(5)限位，螺栓(4)穿过所述限位板(5)与所述引导柱(2)的端部连接。

4.一种用于汽车零部件冲击试验的方法，包括以下步骤：

第一步；建立汽车零部件(6)、装置本体(10)、用于固定汽车零部件(6)的安装座(7)以及用于试验的冲击体(8)的三维模型。

第二步；通过CAE仿真确定装置本体(10)的参数使得固定汽车零部件(6)的安装座(7)的减速度-位移曲线满足设计要求；装置本体(10)的参数包括装置本体(10)所需台数、每台装置本体中引导柱(2)的个数及布置位置和每台装置本体中吸能板(3)的材料、宽度、厚度、预紧程度。

第三步；根据确定的装置本体(10)的参数进行装置本体(10)的加工和制造。

第四步；对汽车零部件(6)进行实体试验；先将汽车零部件(6)固定在安装座(7)上，安装座(7)根据需求滑动或者既滑动又转动的安装在试验基座上；将装置本体(10)的底座(11)固定在试验基座上，装置本体(10)中的吸能板(3)一端与安装座(7)固定连接；然后对吸能板(3)的另一端按确定的预紧力预紧后松开；最后进行冲击试验。