CN111965209A - 一种基于国ⅵ商用车的波纹管热疲劳测试工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于国Ⅵ商用车的波纹管热疲劳测试工艺，包括：检测波纹管的尺寸；选取对应的测试参数；向波纹管内通入热空气；测试波纹管的热疲劳性能；输出测试结果。本发明通过检测波纹管的管长L、半径R和壁厚C并结合波纹管的材质种类调节材质修正系数α以计算出波纹管的尺寸系数J，测试系统通过对J进行检测以选取对应的测试温度和测试参数，能够有效针对该尺寸波纹管的实际使用状况进行最真实的模拟，从而在测试完成时，得到精度最高的结果，有效提高了所述工艺的测试效率。

Description

一种基于国Ⅵ商用车的波纹管热疲劳测试工艺

技术领域

本发明涉及波纹管测试技术领域，尤其涉及一种基于国Ⅵ商用车的波纹管热疲劳测试工艺。

背景技术

金属波纹管连接汽车排气系统的冷热两端，可以有效减小排气系统受到来自发动机、车身和地面等引起或传递的振动与冲击，降低发动机与排气系统相对位移引发的排气系统乃至整车的振动，在汽车排气系统减振、降噪中起到重要作用。汽车是一个恶劣的、多变环境和载荷下运动的物体，汽车排气系统更是处在一个高温、高湿、强振动、有腐蚀、受强气流冲击的极端恶劣的环境中，金属波纹管在此使用时，其使用寿命也显得尤为重要。

汽车行驶过程中，波纹管受到路面状况、发动机振动、汽车加减速等的影响，其振动方向存在径向和轴向独立及组合运动，振动的频率和幅值也是变化的。现有的波纹管热疲劳试验机构的振动频率和幅值多是固定的，不能真实反映汽车运行过程中波纹管的运动情况，若改变波纹管运动幅值需要对凸轮或偏心轴机构进行重新设计，增加了设计成本和试验周期。因此，为了模拟波纹管的实车运动情况，需要设计一种能够方便的调节波纹管振动频率和幅值的热疲劳试验机构。

然而，现有技术中的波纹管热疲劳试验机构在对波纹管进行热疲劳测试时，无法根据波纹管的材质种类和实际尺寸对测试参数进行调节，无法真实模拟出波纹管对应车型在行走过程中的实际路况，从而导致测试机构对波纹管的热疲劳测试结果出现偏差，降低了测试机构的精度，测试效率低。

发明内容

为此，本发明提供一种基于国Ⅵ商用车的波纹管热疲劳测试工艺，用以克服现有技术中无法根据波纹管材质和尺寸对测试参数进行精确调节导致的测试效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于国Ⅵ商用车的波纹管热疲劳测试工艺，包括：

步骤1：将波纹管安装在夹具中，测试系统检测波纹管的尺寸，根据波纹管的材质M选取对应的尺寸修正系数α并根据α和波纹管的管长、半径和壁厚计算出波纹管的尺寸系数J；

步骤2：测试系统根据波纹管的尺寸系数J选取对应的加热温度T并从测试系统内预存的预设测试参数矩阵组E0中选取对应的测试参数矩阵以对波纹管进行测试；

步骤3：测试系统使用预先选定的测试参数对波纹管进行测试；

步骤4：测试系统根据判定结果向波纹管内通入指定温度的空气；

步骤5：当波纹管内部温度达到指定值时，夹具按照根据选定的测试参数矩阵中的频率和幅度依次沿三个轴向往复运动以依次对波纹管的进行横向测试，纵向测试和轴向测试以测试波纹管的热疲劳性能；

步骤6：测试完成后，测试系统计算波纹管内壁和外壁出现的热疲劳区域面积在波纹管内壁和外壁的总面积占比S，将S与对应的检测标准矩阵中的参数进行比对并根据比对结果判定波纹管的热疲劳等级，判定完成后，测试系统输出测试结果。

进一步地，当所述测试系统完成对检测波纹管尺寸的检测时，会使用以下公式计算波纹管的尺寸系数J：

其中，α为波纹管的材质修正系数，L为待测试波纹管的管长，R为待测试波纹管半径，C为待测试波纹管壁厚。

进一步地，所述测试系统中设有预设波纹管材质矩阵M0和预设材质修正系数矩阵α0；对于所述预设波纹管材质矩阵M0，M0(M1，M2，M3...Mn)，其中，M1为第一预设波纹管材质，M2为第二预设波纹管材质，M3为第三预设波纹管材质，Mn为第n预设波纹管材质；对于预设材质修正系数矩阵α0，α0(α1，α2，α3...αn)，其中，α1为第一预设材质修正系数，α2为第二预设材质修正系数，α3为第三预设材质修正系数，αn为第n预设材质修正系数；

在对所述波纹管进行测试前，将波纹管的材质M预先输入至测试系统内，测试系统从所述M0矩阵中检索与M种类相同的预设波纹管材质：

当测试系统判定待测试波纹管的材质M为第一预设波纹管材质M1时，测试系统将α1选定为所述式(1)中的波纹管材质修正系数；

当测试系统判定待测试波纹管的材质M为第二预设波纹管材质M2时，测试系统将α2选定为所述式(1)中的波纹管材质修正系数；

当测试系统判定待测试波纹管的材质M为第三预设波纹管材质M3时，测试系统将α3选定为所述式(1)中的波纹管材质修正系数；

当测试系统判定待测试波纹管的材质M为第n预设波纹管材质Mn时，测试系统将αn选定为所述式(1)中的波纹管材质修正系数。

进一步地，所述测试系统中还设有预设尺寸系数矩阵J0和预设测试温度矩阵T0；对于所述预设尺寸系数矩阵J0，J0(J，J2，J3，J4)，其中，J1为第一预设尺寸系数，J2为第二预设尺寸系数，J3为第三预设尺寸系数，J4为第四预设尺寸系数，各预设尺寸系数的数值按照顺序逐渐增加；对于所述预设测试温度矩阵T0，T0(T1，T2，T3，T4)，其中，T1为第一预设测试温度，T2为第二预设测试温度，T3为第三预设测试温度，T4为第四预设测试温度，各预设测试温度的数值按照顺序逐渐增加；

当所述测试系统完成对波纹管尺寸系数J的计算时，测试系统将J与所述J0矩阵中的各预设尺寸系数依次进行比对：

当J≤J1时，测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T1；

当J1＜J≤J2时，测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T2；

当J2＜J≤J3时，测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T3；

当J3＜J≤J4时，测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T4。

进一步地，所述测试系统在所述波纹管内部设置温度检测器，用以实时检测波纹管内空气温度T，当波纹管内温度T达到预设温度Ti时，i＝1，2，3，4，测试系统对波纹管进行热疲劳测试。

进一步地，所述测试系统中还设有预设测试参数矩阵组E0(E1，E2，E3，E4)，其中，E1为第一预设测试参数矩阵，E2为第二预设测试参数矩阵，E3为第三预设测试参数矩阵，E4为第四预设测试参数矩阵；当测试系统完成对所述波纹管内部的空气的预设温度Ti的判定时，i＝1，2，3，4，测试系统根据Ti值选取对应的预设测试参数矩阵：

当测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T1时，测试系统选用第一预设测试参数矩阵E1中的参数作为后续对波纹管测试时的测试参数；

当测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T2时，测试系统选用第二预设测试参数矩阵E2中的参数作为后续对波纹管测试时的测试参数；

当测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T3时，测试系统选用第三预设测试参数矩阵E3中的参数作为后续对波纹管测试时的测试参数；

当测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T4时，测试系统选用第四预设测试参数矩阵E4中的参数作为后续对波纹管测试时的测试参数。

进一步地，对于所述第i预设测试参数矩阵Ei，i＝1，2，3，4，Ei(Dxi，fxi，txi，Dyi，fyi，tyi，Dzi，fzi，tzi)，其中，Dxi为测试系统对波纹管进行横向测试时的第i预设横向运动幅度，fxi为测试系统对波纹管进行横向测试时的第i预设横向运动频率，txi为测试系统对波纹管进行横向测试时的第i预设横向测试时间，Dyi为测试系统对波纹管进行纵向测试时的第i预设纵向运动幅度，fyi为测试系统对波纹管进行纵向测试时的第i预设纵向运动频率，tyi为测试系统对波纹管进行纵向测试时的第i预设纵向测试时间，Dzi为测试系统对波纹管进行轴向测试时的第i预设轴向运动幅度，fzi为测试系统对波纹管进行轴向测试时的第i预设轴向运动频率，tzi为测试系统对波纹管进行轴向测试时的第i预设轴向测试时间；

当测试系统选用第i预设测试参数矩阵Ei中的参数对波纹管进行测试时，测试系统先控制所述夹具横向移动以对波纹管进行横向测试，测试系统将夹具的横向移动距离设置为Dxi，将夹具的横向移动频率设置为fxi，当夹具的横向测试时间达到txi时，测试系统控制夹具停止横向移动以停止对波纹管的横向测试；

当测试系统对波纹管进行纵向测试时，测试系统控制夹具纵向移动并将夹具的纵向移动距离设置为Dyi，将夹具的纵向移动频率设置为fyi，当夹具的纵向测试时间达到tyi时，测试系统控制夹具停止纵向移动以停止对波纹管的纵向测试；

当测试系统对波纹管进行轴向测试时，测试系统控制夹具沿所属波纹管的轴向进行移动并将夹具的轴向移动距离设置为Dzi，将夹具的轴向移动频率设置为fzi，当夹具的轴向测试时间达到tzi时，测试系统停止对波纹管的测试。

进一步地，所述测试系统中设有预设热疲劳判定标准矩阵组S0(S1，S2，S3，S4)，其中，S1为第一预设热疲劳判定标准矩阵，S2为第二预设热疲劳判定标准矩阵，S3为第三预设热疲劳判定标准矩阵，S4为第四预设热疲劳判定标准矩阵；对于第i预设热疲劳判定标准矩阵Si，i＝1，2，3，4，Si(Si1，Si2，Si3，Si4)，其中，Si1为第i预设热疲劳判定标准第一疲劳面积占比，Si2为第i预设热疲劳判定标准第二疲劳面积占比，Si3为第i预设热疲劳判定标准第三疲劳面积占比，Si4为第i预设热疲劳判定标准第四疲劳面积占比，各预设面积占比的数值按照顺序逐渐减小；

当所述测试系统使用所述Ei矩阵中的参数对波纹管测试时，测试系统会从所述S0矩阵组中选用Si矩阵作为后续对波纹管评定时的评定标准；当所述测试系统完成对波纹管的测试时，测试系统控制所述夹具停止移动并停止对波纹管内部输送指定温度的空气，当波纹管内部温度与测试环境温度相同时，测试系统依次检测波纹管外壁和内壁表面的热疲劳位点并计算出热疲劳区域与波纹管内壁和外壁的总面积之间的比例S，计算完成后，测试系统依次将S与对应的所述Si矩阵中的各项参数进行比对：

当S≥S1时，测试系统判定所述波纹管的抗热疲劳强度等级为一级；

当S1＞S≥S2时，测试系统判定所述波纹管的抗热疲劳强度等级为二级；

当S2＞S≥S3时，测试系统判定所述波纹管的抗热疲劳强度等级为三级；

当S3＞S≥S4时，测试系统判定所述波纹管的抗热疲劳强度等级为四级；

当S＜S4时，测试系统判定所述波纹管的抗热疲劳强度等级为五级。

进一步地，所述测试系统完成对波纹管的测试时，建立测试矩阵A(L，R，C，J，M，Ti，Ei，s)，其中，L为所述波纹管的长度，R为波纹管的半径，C为波纹管的壁厚，J为波纹管的尺寸系数，M为波纹管的材质种类，Ti为所述测试系统输送空气的预设温度，Ei为测试系统在该次测试时选用的预设测试参数矩阵，s为测试完成后测试系统对波纹管的抗热疲劳强度等级评级。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过检测波纹管的管长L、半径R和壁厚C并结合波纹管的材质种类调节材质修正系数α以计算出波纹管的尺寸系数J，测试系统通过对J进行检测以选取对应的测试温度和测试参数，能够有效针对该尺寸波纹管的实际使用状况进行最真实的模拟，从而在测试完成时，得到精度最高的结果，有效提高了所述工艺的测试效率。

进一步地，所述测试系统中设有预设尺寸系数矩阵J0(J，J2，J3，J4)和预设测试温度矩阵T0(T1，T2，T3，T4)，当所述测试系统完成对波纹管尺寸系数J的计算时，测试系统将J与所述J0矩阵中的各预设尺寸系数依次进行比对以从T0矩阵中选取对应的预设测试温度，能够更加精确的根据波纹管的尺寸精准选取对应的测试温度，提高了所述工艺的测试真实度并进一步提高了所述工艺的测试效率。

进一步地，所述测试系统在所述波纹管内部设置温度检测器，用以实时检测波纹管内空气温度T，通过设置实时检测波纹管内部空气温度的温度检测器，能够保证测试系统在波纹管内温度达到指定值时再进行测试，从而进一步提高了所述工艺的测试精度，并进一步提高了所述工艺的测试效率。

进一步地，所述测试系统中还设有预设测试参数矩阵组E0(E1，E2，E3，E4)，当测试系统完成对输送至波纹管内部的空气的预设温度的调节时，测试系统选用对应测试参数矩阵中的参数作为后续对波纹管测试时的测试参数，通过根据不同尺寸参数的波纹管选取对应的测试参数，能够使测试系统在对波纹管进行测试时更加真实的模拟出波纹管的实际运行情况，在进一步提高所述工艺测试精度的同时，进一步提高了所述工艺的测试效率。

进一步地，对于所述第i预设测试参数矩阵Ei，i＝1，2，3，4，Ei(Dxi，fxi，txi，Dyi，fyi，tyi，Dzi，fzi，tzi)，通过分别设置横向测试。纵向测试和轴向测试的测试参数，能够更加真实地模拟出对应尺寸波纹管的实际运行状况，在进一步提高所述工艺测试精度的同时，进一步提高了所述工艺的测试效率。

进一步地，所述测试系统中设有预设热疲劳判定标准矩阵组S0(S1，S2，S3，S4)，对于第i预设热疲劳判定标准矩阵Si，i＝1，2，3，4，Si(Si1，Si2，Si3，Si4)，通过对不同尺寸系数的波纹管设置对应的测试标准，能够在测试结束时对波纹管的抗热疲劳等级进行更加精准的判定，进一步提高了所述工艺的测试效率。

进一步地，所述测试系统完成对波纹管的测试时，建立测试矩阵A(L，R，C，J，M，Ti，Ei，s)，通过建立测试矩阵，能够使使用者在测试结束时更加直观的观察到该次测试的具体信息，从而进一步提高了所述工艺的测试效率。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种基于国Ⅵ商用车的波纹管热疲劳测试工艺，包括以下步骤：

步骤1：将波纹管安装在夹具中，测试系统检测波纹管的尺寸，根据波纹管的材质M选取对应的尺寸修正系数α并根据α和波纹管的管长、半径和壁厚计算出波纹管的尺寸系数J；

步骤2：测试系统根据波纹管的尺寸系数J选取对应的加热温度T并从测试系统内预存的预设测试参数矩阵组E0中选取对应的测试参数矩阵以对波纹管进行测试；

步骤3：测试系统使用预先选定的测试参数对波纹管进行测试；

步骤4：测试系统根据判定结果向波纹管内通入指定温度的空气；

步骤5：当波纹管内部温度达到指定值时，夹具按照根据选定的测试参数矩阵中的频率和幅度依次沿三个轴向往复运动以依次对波纹管的进行横向测试，纵向测试和轴向测试以测试波纹管的热疲劳性能；

步骤6：测试完成后，测试系统计算波纹管内壁和外壁出现的热疲劳区域面积在波纹管内壁和外壁的总面积占比S，将S与对应的检测标准矩阵中的参数进行比对并根据比对结果判定波纹管的热疲劳等级，判定完成后，测试系统输出测试结果。

具体而言，当所述测试系统完成对检测波纹管尺寸的检测时，会使用以下公式计算波纹管的尺寸系数J：

其中，α为波纹管的材质修正系数，L为待测试波纹管的管长，R为待测试波纹管半径，C为待测试波纹管壁厚。

具体而言，所述测试系统中设有预设波纹管材质矩阵M0和预设材质修正系数矩阵α0；对于所述预设波纹管材质矩阵M0，M0(M1，M2，M3...Mn)，其中，M1为第一预设波纹管材质，M2为第二预设波纹管材质，M3为第三预设波纹管材质，Mn为第n预设波纹管材质；对于预设材质修正系数矩阵α0，α0(α1，α2，α3...αn)，其中，α1为第一预设材质修正系数，α2为第二预设材质修正系数，α3为第三预设材质修正系数，αn为第n预设材质修正系数。

在对所述波纹管进行测试前，将波纹管的材质M预先输入至测试系统内，测试系统从所述M0矩阵中检索与M种类相同的预设波纹管材质：

当测试系统判定待测试波纹管的材质M为第一预设波纹管材质M1时，测试系统将α1选定为所述式(1)中的波纹管材质修正系数。

当测试系统判定待测试波纹管的材质M为第二预设波纹管材质M2时，测试系统将α2选定为所述式(1)中的波纹管材质修正系数。

当测试系统判定待测试波纹管的材质M为第三预设波纹管材质M3时，测试系统将α3选定为所述式(1)中的波纹管材质修正系数。

当测试系统判定待测试波纹管的材质M为第n预设波纹管材质Mn时，测试系统将αn选定为所述式(1)中的波纹管材质修正系数。

具体而言，所述测试系统中还设有预设尺寸系数矩阵J0和预设测试温度矩阵T0；对于所述预设尺寸系数矩阵J0，J0(J，J2，J3，J4)，其中，J1为第一预设尺寸系数，J2为第二预设尺寸系数，J3为第三预设尺寸系数，J4为第四预设尺寸系数，各预设尺寸系数的数值按照顺序逐渐增加；对于所述预设测试温度矩阵T0，T0(T1，T2，T3，T4)，其中，T1为第一预设测试温度，T2为第二预设测试温度，T3为第三预设测试温度，T4为第四预设测试温度，各预设测试温度的数值按照顺序逐渐增加。

当所述测试系统完成对波纹管尺寸系数J的计算时，测试系统将J与所述J0矩阵中的各预设尺寸系数依次进行比对。

当J≤J1时，测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T1；

当J1＜J≤J2时，测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T2。

当J2＜J≤J3时，测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T3。

当J3＜J≤J4时，测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T4。

具体而言，所述测试系统在所述波纹管内部设置温度检测器，用以实时检测波纹管内空气温度T，当波纹管内温度T达到预设温度Ti时，i＝1，2，3，4，测试系统对波纹管进行热疲劳测试。

具体而言，所述测试系统中还设有预设测试参数矩阵组E0(E1，E2，E3，E4)，其中，E1为第一预设测试参数矩阵，E2为第二预设测试参数矩阵，E3为第三预设测试参数矩阵，E4为第四预设测试参数矩阵；当测试系统完成对所述波纹管内部的空气的预设温度Ti的判定时，i＝1，2，3，4，测试系统根据Ti值选取对应的预设测试参数矩阵：

当测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T1时，测试系统选用第一预设测试参数矩阵E1中的参数作为后续对波纹管测试时的测试参数。

当测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T2时，测试系统选用第二预设测试参数矩阵E2中的参数作为后续对波纹管测试时的测试参数。

当测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T3时，测试系统选用第三预设测试参数矩阵E3中的参数作为后续对波纹管测试时的测试参数。

当测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T4时，测试系统选用第四预设测试参数矩阵E4中的参数作为后续对波纹管测试时的测试参数。

具体而言，对于所述第i预设测试参数矩阵Ei，i＝1，2，3，4，Ei(Dxi，fxi，txi，Dyi，fyi，tyi，Dzi，fzi，tzi)，其中，Dxi为测试系统对波纹管进行横向测试时的第i预设横向运动幅度，fxi为测试系统对波纹管进行横向测试时的第i预设横向运动频率，txi为测试系统对波纹管进行横向测试时的第i预设横向测试时间，Dyi为测试系统对波纹管进行纵向测试时的第i预设纵向运动幅度，fyi为测试系统对波纹管进行纵向测试时的第i预设纵向运动频率，tyi为测试系统对波纹管进行纵向测试时的第i预设纵向测试时间，Dzi为测试系统对波纹管进行轴向测试时的第i预设轴向运动幅度，fzi为测试系统对波纹管进行轴向测试时的第i预设轴向运动频率，tzi为测试系统对波纹管进行轴向测试时的第i预设轴向测试时间。

当测试系统选用第i预设测试参数矩阵Ei中的参数对波纹管进行测试时，测试系统先控制所述夹具横向移动以对波纹管进行横向测试，测试系统将夹具的横向移动距离设置为Dxi，将夹具的横向移动频率设置为fxi，当夹具的横向测试时间达到txi时，测试系统控制夹具停止横向移动以停止对波纹管的横向测试。

当测试系统对波纹管进行纵向测试时，测试系统控制夹具纵向移动并将夹具的纵向移动距离设置为Dyi，将夹具的纵向移动频率设置为fyi，当夹具的纵向测试时间达到tyi时，测试系统控制夹具停止纵向移动以停止对波纹管的纵向测试。

当测试系统对波纹管进行轴向测试时，测试系统控制夹具沿所属波纹管的轴向进行移动并将夹具的轴向移动距离设置为Dzi，将夹具的轴向移动频率设置为fzi，当夹具的轴向测试时间达到tzi时，测试系统停止对波纹管的测试。

具体而言，所述测试系统中设有预设热疲劳判定标准矩阵组S0(S1，S2，S3，S4)，其中，S1为第一预设热疲劳判定标准矩阵，S2为第二预设热疲劳判定标准矩阵，S3为第三预设热疲劳判定标准矩阵，S4为第四预设热疲劳判定标准矩阵。对于第i预设热疲劳判定标准矩阵Si，i＝1，2，3，4，Si(Si1，Si2，Si3，Si4)，其中，Si1为第i预设热疲劳判定标准第一疲劳面积占比，Si2为第i预设热疲劳判定标准第二疲劳面积占比，Si3为第i预设热疲劳判定标准第三疲劳面积占比，Si4为第i预设热疲劳判定标准第四疲劳面积占比，各预设面积占比的数值按照顺序逐渐减小。

当所述测试系统使用所述Ei矩阵中的参数对波纹管测试时，测试系统会从所述S0矩阵组中选用Si矩阵作为后续对波纹管评定时的评定标准；当所述测试系统完成对波纹管的测试时，测试系统控制所述夹具停止移动并停止对波纹管内部输送指定温度的空气，当波纹管内部温度与测试环境温度相同时，测试系统依次检测波纹管外壁和内壁表面的热疲劳位点并计算出热疲劳区域与波纹管内壁和外壁的总面积之间的比例S，计算完成后，测试系统依次将S与对应的所述Si矩阵中的各项参数进行比对：

当S≥S1时，测试系统判定所述波纹管的抗热疲劳强度等级为一级。

当S1＞S≥S2时，测试系统判定所述波纹管的抗热疲劳强度等级为二级。

当S2＞S≥S3时，测试系统判定所述波纹管的抗热疲劳强度等级为三级。

当S3＞S≥S4时，测试系统判定所述波纹管的抗热疲劳强度等级为四级。

当S＜S4时，测试系统判定所述波纹管的抗热疲劳强度等级为五级。

具体而言，所述测试系统完成对波纹管的测试时，建立测试矩阵A(L，R，C，J，M，Ti，Ei，s)。其中，L为所述波纹管的长度，R为波纹管的半径，C为波纹管的壁厚，J为波纹管的尺寸系数，M为波纹管的材质种类，Ti为所述测试系统输送空气的预设温度，Ei为测试系统在该次测试时选用的预设测试参数矩阵，s为测试完成后测试系统对波纹管的抗热疲劳强度等级评级。

至此，已经结合优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种基于国Ⅵ商用车的波纹管热疲劳测试工艺，其特征在于，包括：

步骤1：将波纹管安装在夹具中，测试系统检测波纹管的尺寸，根据波纹管的材质M选取对应的尺寸修正系数α并根据α和波纹管的管长、半径和壁厚计算出波纹管的尺寸系数J；

步骤2：测试系统根据波纹管的尺寸系数J选取对应的加热温度T并从测试系统内预存的预设测试参数矩阵组E0中选取对应的测试参数矩阵以对波纹管进行测试；

步骤3：测试系统使用预先选定的测试参数对波纹管进行测试；

步骤4：测试系统根据判定结果向波纹管内通入指定温度的空气；

步骤5：当波纹管内部温度达到指定值时，夹具按照根据选定的测试参数矩阵中的频率和幅度依次沿三个轴向往复运动以依次对波纹管的进行横向测试，纵向测试和轴向测试以测试波纹管的热疲劳性能；

步骤6：测试完成后，测试系统计算波纹管内壁和外壁出现的热疲劳区域面积在波纹管内壁和外壁的总面积占比S，将S与对应的检测标准矩阵中的参数进行比对并根据比对结果判定波纹管的热疲劳等级，判定完成后，测试系统输出测试结果。

2.根据权利要求1所述的基于国Ⅵ商用车的波纹管热疲劳测试工艺，其特征在于，当所述测试系统完成对检测波纹管尺寸的检测时，会使用以下公式计算波纹管的尺寸系数J：

其中，α为波纹管的材质修正系数，L为待测试波纹管的管长，R为待测试波纹管半径，C为待测试波纹管壁厚。

3.根据权利要求2所述的基于国Ⅵ商用车的波纹管热疲劳测试工艺，其特征在于，所述测试系统中设有预设波纹管材质矩阵M0和预设材质修正系数矩阵α0；对于所述预设波纹管材质矩阵M0，M0(M1，M2，M3...Mn)，其中，M1为第一预设波纹管材质，M2为第二预设波纹管材质，M3为第三预设波纹管材质，Mn为第n预设波纹管材质；对于预设材质修正系数矩阵α0，α0(α1，α2，α3...αn)，其中，α1为第一预设材质修正系数，α2为第二预设材质修正系数，α3为第三预设材质修正系数，αn为第n预设材质修正系数；

在对所述波纹管进行测试前，将波纹管的材质M预先输入至测试系统内，测试系统从所述M0矩阵中检索与M种类相同的预设波纹管材质：

当测试系统判定待测试波纹管的材质M为第一预设波纹管材质M1时，测试系统将α1选定为所述式(1)中的波纹管材质修正系数；

当测试系统判定待测试波纹管的材质M为第二预设波纹管材质M2时，测试系统将α2选定为所述式(1)中的波纹管材质修正系数；

当测试系统判定待测试波纹管的材质M为第三预设波纹管材质M3时，测试系统将α3选定为所述式(1)中的波纹管材质修正系数；

当测试系统判定待测试波纹管的材质M为第n预设波纹管材质Mn时，测试系统将αn选定为所述式(1)中的波纹管材质修正系数。

4.根据权利要求2所述的基于国Ⅵ商用车的波纹管热疲劳测试工艺，其特征在于，所述测试系统中还设有预设尺寸系数矩阵J0和预设测试温度矩阵T0；对于所述预设尺寸系数矩阵J0，J0(J，J2，J3，J4)，其中，J1为第一预设尺寸系数，J2为第二预设尺寸系数，J3为第三预设尺寸系数，J4为第四预设尺寸系数，各预设尺寸系数的数值按照顺序逐渐增加；对于所述预设测试温度矩阵T0，T0(T1，T2，T3，T4)，其中，T1为第一预设测试温度，T2为第二预设测试温度，T3为第三预设测试温度，T4为第四预设测试温度，各预设测试温度的数值按照顺序逐渐增加；

当所述测试系统完成对波纹管尺寸系数J的计算时，测试系统将J与所述J0矩阵中的各预设尺寸系数依次进行比对：

当J≤J1时，测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T1；

当J1＜J≤J2时，测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T2；

当J2＜J≤J3时，测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T3；

当J3＜J≤J4时，测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T4。

5.根据权利要求4所述的基于国Ⅵ商用车的波纹管热疲劳测试工艺，其特征在于，所述测试系统在所述波纹管内部设置温度检测器，用以实时检测波纹管内空气温度T，当波纹管内温度T达到预设温度Ti时，i＝1，2，3，4，测试系统对波纹管进行热疲劳测试。

6.根据权利要求4所述的基于国Ⅵ商用车的波纹管热疲劳测试工艺，其特征在于，所述测试系统中还设有预设测试参数矩阵组E0(E1，E2，E3，E4)，其中，E1为第一预设测试参数矩阵，E2为第二预设测试参数矩阵，E3为第三预设测试参数矩阵，E4为第四预设测试参数矩阵；当测试系统完成对所述波纹管内部的空气的预设温度Ti的判定时，i＝1，2，3，4，测试系统根据Ti值选取对应的预设测试参数矩阵：

当测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T1时，测试系统选用第一预设测试参数矩阵E1中的参数作为后续对波纹管测试时的测试参数；

当测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T2时，测试系统选用第二预设测试参数矩阵E2中的参数作为后续对波纹管测试时的测试参数；

当测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T3时，测试系统选用第三预设测试参数矩阵E3中的参数作为后续对波纹管测试时的测试参数；

当测试系统将输送至波纹管内部的空气的预设温度设置为T4时，测试系统选用第四预设测试参数矩阵E4中的参数作为后续对波纹管测试时的测试参数。

7.根据权利要求6所述的基于国Ⅵ商用车的波纹管热疲劳测试工艺，其特征在于，对于所述第i预设测试参数矩阵Ei，i＝1，2，3，4，Ei(Dxi，fxi，txi，Dyi，fyi，tyi，Dzi，fzi，tzi)，其中，Dxi为测试系统对波纹管进行横向测试时的第i预设横向运动幅度，fxi为测试系统对波纹管进行横向测试时的第i预设横向运动频率，txi为测试系统对波纹管进行横向测试时的第i预设横向测试时间，Dyi为测试系统对波纹管进行纵向测试时的第i预设纵向运动幅度，fyi为测试系统对波纹管进行纵向测试时的第i预设纵向运动频率，tyi为测试系统对波纹管进行纵向测试时的第i预设纵向测试时间，Dzi为测试系统对波纹管进行轴向测试时的第i预设轴向运动幅度，fzi为测试系统对波纹管进行轴向测试时的第i预设轴向运动频率，tzi为测试系统对波纹管进行轴向测试时的第i预设轴向测试时间；

当测试系统选用第i预设测试参数矩阵Ei中的参数对波纹管进行测试时，测试系统先控制所述夹具横向移动以对波纹管进行横向测试，测试系统将夹具的横向移动距离设置为Dxi，将夹具的横向移动频率设置为fxi，当夹具的横向测试时间达到txi时，测试系统控制夹具停止横向移动以停止对波纹管的横向测试；

当测试系统对波纹管进行纵向测试时，测试系统控制夹具纵向移动并将夹具的纵向移动距离设置为Dyi，将夹具的纵向移动频率设置为fyi，当夹具的纵向测试时间达到tyi时，测试系统控制夹具停止纵向移动以停止对波纹管的纵向测试；

当测试系统对波纹管进行轴向测试时，测试系统控制夹具沿所属波纹管的轴向进行移动并将夹具的轴向移动距离设置为Dzi，将夹具的轴向移动频率设置为fzi，当夹具的轴向测试时间达到tzi时，测试系统停止对波纹管的测试。

8.根据权利要求7所述的基于国Ⅵ商用车的波纹管热疲劳测试工艺，其特征在于，所述测试系统中设有预设热疲劳判定标准矩阵组S0(S1，S2，S3，S4)，其中，S1为第一预设热疲劳判定标准矩阵，S2为第二预设热疲劳判定标准矩阵，S3为第三预设热疲劳判定标准矩阵，S4为第四预设热疲劳判定标准矩阵；对于第i预设热疲劳判定标准矩阵Si，i＝1，2，3，4，Si(Si1，Si2，Si3，Si4)，其中，Si1为第i预设热疲劳判定标准第一疲劳面积占比，Si2为第i预设热疲劳判定标准第二疲劳面积占比，Si3为第i预设热疲劳判定标准第三疲劳面积占比，Si4为第i预设热疲劳判定标准第四疲劳面积占比，各预设面积占比的数值按照顺序逐渐减小；

当所述测试系统使用所述Ei矩阵中的参数对波纹管测试时，测试系统会从所述S0矩阵组中选用Si矩阵作为后续对波纹管评定时的评定标准；当所述测试系统完成对波纹管的测试时，测试系统控制所述夹具停止移动并停止对波纹管内部输送指定温度的空气，当波纹管内部温度与测试环境温度相同时，测试系统依次检测波纹管外壁和内壁表面的热疲劳位点并计算出热疲劳区域与波纹管内壁和外壁的总面积之间的比例S，计算完成后，测试系统依次将S与对应的所述Si矩阵中的各项参数进行比对：

当S≥S1时，测试系统判定所述波纹管的抗热疲劳强度等级为一级；

当S1＞S≥S2时，测试系统判定所述波纹管的抗热疲劳强度等级为二级；

当S2＞S≥S3时，测试系统判定所述波纹管的抗热疲劳强度等级为三级；

当S3＞S≥S4时，测试系统判定所述波纹管的抗热疲劳强度等级为四级；

当S＜S4时，测试系统判定所述波纹管的抗热疲劳强度等级为五级。

9.根据权利要求7所述的基于国Ⅵ商用车的波纹管热疲劳测试工艺，其特征在于，所述测试系统完成对波纹管的测试时，建立测试矩阵A(L，R，C，J，M，Ti，Ei，s)，其中，L为所述波纹管的长度，R为波纹管的半径，C为波纹管的壁厚，J为波纹管的尺寸系数，M为波纹管的材质种类，Ti为所述测试系统输送空气的预设温度，Ei为测试系统在该次测试时选用的预设测试参数矩阵，s为测试完成后测试系统对波纹管的抗热疲劳强度等级评级。