CN112051072A - 一种悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法，其属于汽车技术领域，包括以下步骤：S1、建立整车载荷采集系统；S2、用户典型工况载荷采集：采集行车制动工况载荷谱、驻车制动工况载荷谱和坏路工况载荷谱；S3、确定试验条件；S4、使用设定紧固扭矩或者设定轴向力对悬架及制动系统底盘上的紧固件进行紧固，并在紧固件上标出第一参考线，在悬架及制动系统底盘上标出第二参考线；S5、按照试验条件，进行整车试验；S6、整车试验结束后，测量紧固件的残余轴向力和残余扭矩，并记录第一参考线相对第二参考线的偏移值。本发明能辅助汽车设计人员在设计阶段尽早尽快地发现问题和解决问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法。
背景技术
紧固件设计、制造或者安装不合理都会引起连接失效。汽车底盘的作用是支撑、安装汽车发动机及各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力、路面输入力等。底盘紧固件的选型、校核是保证整车高质量、高可靠和高安全的一个关键环节。
底盘紧固件发生故障，轻则导致部分功能失效，重则会威胁乘员的生命安全。
连接松动是底盘紧固件常见的一种故障。对悬架及制动系统底盘上的紧固件进行接近真实工况的试验，能够更好地辅助汽车设计人员在设计阶段尽早尽快地发现问题和解决问题，提升整车的安全性。
因此，亟需一种悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法，能够对悬架及制动系统底盘上的紧固件进行接近真实工况的试验，能够辅助汽车设计人员在设计阶段尽早尽快地发现问题和解决问题，提升整车的安全性。
如上构思，本发明所采用的技术方案是：
一种悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法，包括以下步骤：
S1、建立整车载荷采集系统；
S2、用户典型工况载荷采集：所述用户典型工况包括行车制动工况、驻车制动工况和坏路工况；采集行车制动工况载荷谱、驻车制动工况载荷谱和坏路工况载荷谱；
S3、确定试验条件：对采集到的所述行车制动工况载荷谱、所述驻车制动工况载荷谱和所述坏路工况载荷谱进行数据处理，得到所述试验条件；
S4、使用设定紧固扭矩或者设定轴向力对悬架及制动系统底盘上的紧固件进行紧固，并在所述紧固件上标出第一参考线，在所述悬架及制动系统底盘上标出第二参考线，所述第一参考线和所述第二参考线相连接；
S5、按照所述试验条件，进行整车试验，所述整车试验包括行车制动试验、驻车制动试验和坏路试验；
S6整车试验结束后，测量所述紧固件的残余轴向力和残余扭矩，并记录所述第一参考线相对所述第二参考线的偏移值。
可选地，所述步骤S3包括：
S31、对采集到的所述行车制动工况载荷谱、所述驻车制动工况载荷谱和所述坏路工况载荷谱进行数据预处理，确认数据的准确性；
S32、载荷分析：建立车辆整车动力学模型，得到车辆零部件的道路载荷谱；
S33、计算所述行车制动工况的伪损伤值、所述驻车制动工况的伪损伤值和所述坏路工况的伪损伤值；
S34、计算目标损伤值。
可选地，所述步骤S5包括：
S51、进行所述行车制动试验：整车在前进方向从第一设定速度制动到速度为零，反复进行第一设定次数；整车前进和后退交替进行，分别进行第二设定次数，整车前进时从第二设定速度制动到速度为零，整车后退时从所述第二设定速度制动到速度为零；
S52、进行所述驻车制动试验：整车在前进方向从第三设定速度制动到速度为零，反复进行第三设定次数；整车在前进方向从第四设定速度制动到速度为零，反复进行第四设定次数；整车前进和后退交替进行，分别进行第五设定次数，整车前进时从第五设定速度制动到速度为零，整车后退时从所述第五设定速度制动到速度为零；
S53、进行所述坏路试验：在设定试验坏路上循环设定圈次。
可选地，在所述步骤S31中，需要去除所述行车制动工况载荷谱、所述驻车制动工况载荷谱和所述坏路工况载荷谱中的毛刺数据和野点数据。
可选地，在所述步骤S31中，若所述行车制动工况载荷谱、所述驻车制动工况载荷谱和所述坏路工况载荷谱存在漂移，则需要进行去漂移处理。
可选地，在所述步骤S32中，采用Adams建立所述车辆整车动力学模型，根据所述整车载荷采集系统采集到的数据对车辆的零部件的载荷进行分解，得到所述道路载荷谱。
可选地，在所述步骤S1中，在车轮轴头处安装加速度传感器，用来测量路面粗糙度；轴头对应车身处安装加速度传感器，用来测量车身加速度；在悬架位置安装位移传感器和应变片传感器，用来测量悬架位移。
可选地，在所述步骤S1中，还需要采集CAN信息里面的车速、发动机转速、制动信号和转向信号。
可选地，在所述步骤S33中，根据材料的S/N曲线和雨流计数法计算所述行车制动工况的伪损伤值、所述驻车制动工况的伪损伤值和所述坏路工况的伪损伤值。
可选地，在所述步骤S2中，采集多组所述行车制动工况载荷谱，采集多组所述驻车制动工况载荷谱；采集多组所述坏路工况载荷谱。
本发明提出的悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法，先建立整车载荷采集系统，采集用户典型工况下的载荷谱，对采集到的载荷谱进行数据处理以得到试验条件，按照试验条件，进行真实工况的整车试验，在试验结束后，得到紧固件的残余轴向力和残余扭矩，并得到紧固件相对底盘的旋转量。比较紧固件的残余轴向力与紧固件的设定轴向力，比较紧固件的残余扭矩和紧固件的设定轴向力，并结合紧固件相对底盘的旋转量，可以得到悬架及制动系统底盘紧固件的松动程度。通过试验，能够更好地辅助汽车设计人员在设计阶段尽早尽快地发现问题和解决问题，提升整车的安全性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
根据用户调查，并结合数据分析，可以得知行车制动、驻车制动、坏路是引起悬架及制动系统底盘紧固件松动的主要原因。
参见图1，本实施例提供一种悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法，包括以下步骤：
S1、建立整车载荷采集系统；
具体地，在步骤S1中，建立整车载荷采集系统的方法为：在车轮轴头处安装加速度传感器，用来测量路面粗糙度；轴头对应车身处安装加速度传感器，用来测量车身加速度；在悬架位置安装位移传感器和应变片传感器，用来测量悬架位移；同时，还需要采集CAN信息里面的车速、发动机转速、制动信号和转向信号。
S2、用户典型工况载荷采集：用户典型工况包括行车制动工况、驻车制动工况和坏路工况；采集行车制动工况载荷谱、驻车制动工况载荷谱和坏路工况载荷谱；
具体地，在进行试验之前，通过市场调查和数据分析，确定行车制动、驻车制动和坏路是引起悬架及制动系统底盘紧固件松动的主要原因。
在步骤S2中，采集多组行车制动工况载荷谱，采集多组驻车制动工况载荷谱；采集多组坏路工况载荷谱。多组数据能够保证数据的真实性，避免数据的偶然性。可选地，本实施例中，采集至少五组行车制动工况载荷谱，采集至少五组驻车制动工况载荷谱，采集至少五组坏路工况载荷谱。
具体地，本实施例中，紧固件为螺栓。
具体地，步骤S2包括：
S21、采集前测量螺栓的轴向力和紧固力矩，保证螺栓轴向力和和紧固力矩均符合设计的下限值，并用设定的紧固力矩的下限值对螺栓进行紧固；
S22、在螺栓端部划出第三参考线，在悬架及制动系统底盘上划出第四参考线，采集结束后判断第三参考线是否相对第四参考线偏移，以判断采集结束后螺栓是否有转动；
S23、使用整车载荷采集系统进行用户典型工况载荷采集；
S24、采集完成，测量螺栓的残余轴向力、残余扭矩，通过第三参考线是否相对第四参考线偏移判断螺栓是否有转动。
S3、确定试验条件：对采集到的行车制动工况载荷谱、驻车制动工况载荷谱和坏路工况载荷谱进行数据处理，得到试验条件；
具体地，步骤S3包括：
S31、对采集到的行车制动工况载荷谱、驻车制动工况载荷谱和坏路工况载荷谱进行数据预处理，确认数据的准确性；
具体地，在步骤S31中，需要去除行车制动工况载荷谱、驻车制动工况载荷谱和坏路工况载荷谱中的毛刺数据和野点数据；在步骤S31中，若行车制动工况载荷谱、驻车制动工况载荷谱和坏路工况载荷谱存在漂移，则需要进行去漂移处理。
S32、载荷分析：建立车辆整车动力学模型，得到车辆零部件的道路载荷谱；
具体地，在步骤S32中，采用Adams建立车辆整车动力学模型，根据整车载荷采集系统采集到的数据对车辆的零部件的载荷进行分解，得到道路载荷谱。
S33、计算行车制动工况的伪损伤值、驻车制动工况的伪损伤值和坏路工况的伪损伤值；
具体地，在步骤S33中，根据材料的S/N曲线和雨流计数法计算行车制动工况的伪损伤值、驻车制动工况的伪损伤值和坏路工况的伪损伤值。
S34、计算目标损伤值；
具体地，在步骤S34中，根据对实际用户的行车制动工况、驻车制动工况和坏路工况的调查数据，利用蒙特卡洛仿真，求解用户使用的分布，结合计算得到的伪损伤值，得到代表95％及以上用户使用的目标损伤值。具体地，本步骤中，得到行车制动工况的目标损伤值、驻车制动工况的目标损伤值和坏路工况的目标损伤值。
S4、试验前准备：使用设定紧固扭矩或者设定轴向力对悬架及制动系统底盘上的紧固件进行紧固，并在紧固件上标出第一参考线，在悬架及制动系统底盘上标出第二参考线，第一参考线和第二参考线相连接；
具体地，步骤S4中，通过标出第一参考线和第二参考线，在试验结束后，判断第一参考线是否相对第二参考线偏移，即可判断试验的紧固件是否发生转动。
S5、按照试验条件，进行整车试验，整车试验包括行车制动试验、驻车制动试验和坏路试验；
具体地，步骤S5包括：
S51、进行行车制动试验：整车在前进方向从第一设定速度制动到速度为零，反复进行第一设定次数；整车前进和后退交替进行，分别进行第二设定次数，整车前进时从第二设定速度制动到速度为零，整车后退时从第二设定速度制动到速度为零；
可选地，步骤S51中，第一设定次数为20次，第二设定次数为10次；当然，在其他的实施例中，第一设定次数和第二设定次数可以根据需要进行选择，在此不做过多限制。具体地，第一设定速度和第二设定速度可以根据需要进行选择，在此不做过多限制。
S52、进行驻车制动试验：整车在前进方向从第三设定速度制动到速度为零，反复进行第三设定次数；整车在前进方向从第四设定速度制动到速度为零，反复进行第四设定次数；整车前进和后退交替进行，分别进行第五设定次数，整车前进时从第五设定速度制动到速度为零，整车后退时从第五设定速度制动到速度为零；
可选地，步骤S52中，第三设定次数为20次，第四设定次数为20次，第五设定次数为10次；当然，在其他的实施例中，第三设定次数、第四设定次数和第五设定次数可以根据需要进行设置，在此不做过多限制。具体地，第三设定速度、第四设定速度和第五设定速度可以根据需要进行选择，在此不做过多限制。
S53、进行坏路试验：在设定试验坏路上循环设定圈次；
可选地，步骤S53中，设定圈次为10圈。当然，在其他的实施例中，设定圈次可以根据需要进行选择，在此不做过多限制。
S6、整车试验结束后，测量紧固件的残余轴向力和残余扭矩，并记录第一参考线相对第二参考线的偏移值；
具体地，步骤S6中，得到紧固件的残余轴向力和残余扭矩，根据第一参考线和第二参考线的相对偏移值能够得到紧固件相对底盘的旋转量。
本实施例提供的悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法，先建立整车载荷采集系统，采集用户典型工况下的载荷谱，对采集到的载荷谱进行数据处理以得到试验条件，按照试验条件，进行真实工况的整车试验，在试验结束后，得到紧固件的残余轴向力和残余扭矩，并得到紧固件相对底盘的旋转量。比较紧固件的残余轴向力与紧固件的设定轴向力，比较紧固件的残余扭矩和紧固件的设定轴向力，并结合紧固件相对底盘的旋转量，可以得到悬架及制动系统底盘紧固件的松动程度。通过试验，能够更好地辅助汽车设计人员在设计阶段尽早尽快地发现问题和解决问题，提升整车的安全性。
以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、建立整车载荷采集系统；
S2、用户典型工况载荷采集：所述用户典型工况包括行车制动工况、驻车制动工况和坏路工况；采集行车制动工况载荷谱、驻车制动工况载荷谱和坏路工况载荷谱；
S3、确定试验条件：对采集到的所述行车制动工况载荷谱、所述驻车制动工况载荷谱和所述坏路工况载荷谱进行数据处理，得到所述试验条件；
S4、使用设定紧固扭矩或者设定轴向力对悬架及制动系统底盘上的紧固件进行紧固，并在所述紧固件上标出第一参考线，在所述悬架及制动系统底盘上标出第二参考线，所述第一参考线和所述第二参考线相连接；
S5、按照所述试验条件，进行整车试验，所述整车试验包括行车制动试验、驻车制动试验和坏路试验；
S6、整车试验结束后，测量所述紧固件的残余轴向力和残余扭矩，并记录所述第一参考线相对所述第二参考线的偏移值。
2.根据权利要求1所述的悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
S31、对采集到的所述行车制动工况载荷谱、所述驻车制动工况载荷谱和所述坏路工况载荷谱进行数据预处理，确认数据的准确性；
S32、载荷分析：建立车辆整车动力学模型，得到车辆零部件的道路载荷谱；
S33、计算所述行车制动工况的伪损伤值、所述驻车制动工况的伪损伤值和所述坏路工况的伪损伤值；
S34、计算目标损伤值。
3.根据权利要求2所述的悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法，其特征在于，所述步骤S5包括：
S51、进行所述行车制动试验：整车在前进方向从第一设定速度制动到速度为零，反复进行第一设定次数；整车前进和后退交替进行，分别进行第二设定次数，整车前进时从第二设定速度制动到速度为零，整车后退时从所述第二设定速度制动到速度为零；
S52、进行所述驻车制动试验：整车在前进方向从第三设定速度制动到速度为零，反复进行第三设定次数；整车在前进方向从第四设定速度制动到速度为零，反复进行第四设定次数；整车前进和后退交替进行，分别进行第五设定次数，整车前进时从第五设定速度制动到速度为零，整车后退时从所述第五设定速度制动到速度为零；
S53、进行所述坏路试验：在设定试验坏路上循环设定圈次。
4.根据权利要求2所述的悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法，其特征在于，在所述步骤S31中，需要去除所述行车制动工况载荷谱、所述驻车制动工况载荷谱和所述坏路工况载荷谱中的毛刺数据和野点数据。
5.根据权利要求2所述的悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法，其特征在于，在所述步骤S31中，若所述行车制动工况载荷谱、所述驻车制动工况载荷谱和所述坏路工况载荷谱存在漂移，则需要进行去漂移处理。
6.根据权利要求2所述的悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法，其特征在于，在所述步骤S32中，采用Adams建立所述车辆整车动力学模型，根据所述整车载荷采集系统采集到的数据对车辆的零部件的载荷进行分解，得到所述道路载荷谱。
7.根据权利要求1所述的悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法，其特征在于，在所述步骤S1中，在车轮轴头处安装加速度传感器，用来测量路面粗糙度；轴头对应车身处安装加速度传感器，用来测量车身加速度；在悬架位置安装位移传感器和应变片传感器，用来测量悬架位移。
8.根据权利要求7所述的悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法，其特征在于，在所述步骤S1中，还需要采集CAN信息里面的车速、发动机转速、制动信号和转向信号。
9.根据权利要求2所述的悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法，其特征在于，在所述步骤S33中，根据材料的S/N曲线和雨流计数法计算所述行车制动工况的伪损伤值、所述驻车制动工况的伪损伤值和所述坏路工况的伪损伤值。
10.根据权利要求1-9任一项所述的悬架及制动系统底盘紧固件松动整车试验方法，其特征在于，在所述步骤S2中，采集多组所述行车制动工况载荷谱，采集多组所述驻车制动工况载荷谱；采集多组所述坏路工况载荷谱。
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