CN112525463A - 一种减振器上支撑的强度测试方法及减振器 - Google Patents

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李衡
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Abstract

本发明公开了一种减振器上支撑的强度测试方法，减振器包括活塞杆和上支撑，方法包括以下步骤：减振器包括活塞杆和上支撑，建立整车冲坑模型，模拟整车冲坑过程，获得活塞杆的最大承受力Fmax，并基于活塞杆最大承受力确定整车车速vmax；铺设试验路面，在试验路面上设计试验凹坑；整车冲坑，在vmax±vm间取多个测试车速vn值，分别以多个测试车速vn值过坑，整车过坑后，拆解整车上的减振器，检查上支撑是否破损，确定上支撑的强度是否满足使用要求，vm为预设值。本发明试验结果准确且试验周期短。本发明还公开了一种用于测量活塞杆受力的减振器。

Description

一种减振器上支撑的强度测试方法及减振器
技术领域
本发明涉及汽车减振器技术领域，特别涉及一种减振器上支撑的强度测试方法及减振器。
背景技术
上支撑是汽车悬架系统不可缺少的组成部件，上支撑通过螺栓与减振器的活塞杆相连，汽车行驶过程中，路面激励一部分通过活塞杆直接传递给上支撑，一部分通过弹簧和缓冲块作用给止推轴承再传递给上支撑。上支撑的主要功能是承受悬架传递到车身的垂向载荷，当受到路面较大的冲击载荷时(比如过坑、过坎)，如果上支撑的强度不足，则会对悬架系统造成较大的影响。
在车型开发阶段，对上支撑强度的考核主要有以下几种试验方案：上支撑零件台架试验方案和落锤冲击试方案，这两种方案均是在实验室中完成，而实车上在轮胎受到冲击载荷时，减振器活塞杆会偏摆一定的角度，会造成一定的侧向力，这些因素都导致了现有试验方案中的受力方式与实车不一致，进而使试验数据不准确。
发明内容
本发明的目的在于提供一种试验数据准确且试验周期短的减振器上支撑的强度测试方法，以解决上述背景技术提出的问题。
为了实现以上目的，本发明的技术方案如下：
一种减振器上支撑的强度测试方法，所述减振器包括活塞杆和上支撑，所述方法包括以下步骤：
建立整车冲坑模型，模拟整车冲坑过程，获得所述活塞杆的最大承受力，并基于所述活塞杆最大承受力确定所述整车车速vmax；
铺设试验路面，在所述试验路面上设计试验凹坑；
整车冲坑，在所述vmax±vm间取多个测试车速vn值，分别以多个测试车速vn值过坑，所述整车过坑后，拆解所述整车上的减振器，检查所述上支撑是否破损，确定所述上支撑的强度是否满足使用要求，所述vm为预设值。
优选地，重复执行整车冲坑的步骤，验证测试结果。
优选地，整车冲坑，在所述vmax±vm间取多个测试车速vn值，分别以多个测试车速vn值过坑时，测量所述活塞杆的承受力Fn，对比Fn的值与Fmax的值，辅助验证测试结果。
优选地，整车冲坑，在所述vmax±vm间取多个测试车速vn值，分别以多个测试车速vn值过坑过程中，多个所述测试车速vn值递减，以所述上支撑首次未破损的测试速度vn值作为所述上支撑的极限工况车速vx值。
优选地，更换不同规格的上支撑，整车冲坑，整车速度以vx值过坑，所述整车过坑后，拆解所述整车上的减振器，检查所述上支撑是否破损，确定所述不同规格的上支撑的强度是否满足使用要求。
优选地，所述整车包括四个车轮，所述试验凹坑设置在所述试验路面的一侧，所述试验凹坑的长度大于所述车轮的直径，所述试验凹坑的宽度大于所述车轮的宽度，使单个所述车轮能够陷入所述试验凹坑内。
优选地，所述vm的取值区间为1km/h～10km/h。
一种减振器，应减振器上支撑的强度测试方法，所述减振器包括减振筒；
所述减振筒和所述上支撑分别套接在所述活塞杆两端，所述减振筒和所述上支撑之间设有缓冲套；
所述活塞杆靠近所述上支撑套的一端具有相对的第一侧和第二侧，所述第一侧和所述第二侧均设有应变片。
优选地，还包括避让槽，所述第一侧和所述第二侧均加工有避让槽，所述应变片设置在所述避让槽槽底；
埋线孔，两个所述避让槽槽底均加工有埋线孔；
通孔，所述通孔加工在所述活塞杆靠近所述上支撑的端面，所述通孔与两个所述埋线孔相通。
优选地，所述应变片采用十字型应变片并沿主应力方向贴片，所述主应力方向为所述活塞杆的轴向和径向，所述应变片采用全桥方式连接。
本发明的有益效果：
(1)铺设真实路面，使用与实车一致的整车进行冲坑试验，真实模拟实车冲坑的状态，整车在冲坑时发生碰撞并发生一定的倾斜，使减振器受到真实冲坑状态的轴向力和径向力，测试得出的结果更加准确；
(2)通过对整车进行建模并模拟冲车过程得出上支撑的极限工况，便于试验人员选取适合的测试参数范围进行试验，减少试验次数，缩短试验的时间，提高试验效率，能够为车型项目的开发加速；
(3)改进减振器，在减振器的活塞杆端头粘贴应变片，使其能够测量减振器内活塞杆的受力情况，比对建模得出的活塞杆最大承受力，辅助验证测试结果，以提高试验的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例2减振器的结构示意图；
图2为本发明实施例2应变片的连接示意图。
图中标记：1-减震筒，2-活塞杆，3-上支撑，4-缓冲套，5-应变片，201-避让槽，202-埋线孔，203-通孔。
具体实施方式
实施例1
下面将结合本实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，然而这不应当被理解为将本发明限制为特定的实施例，仅用于解释和理解：
整车即为与真实车辆一致的完整的车体，包括车身和四个车轮，减振器安装在了车辆的车身和车轮之间，减振器包括活塞杆2和上支撑3。
本实施例提供了一种减振器上支撑的强度测试方法，
包括以下步骤：
步骤S1：建立整车冲坑模型，模拟整车冲坑过程，获得活塞杆2的最大承受力Fmax，并基于活塞杆2最大承受力确定整车车速vmax。
通过Adams多体动力学软件建立整车冲坑模型，模型包括整车模型和路面模型，模拟整车在行驶过程中冲坑的过程，以不同的车速模拟多次，通过Adams多体动力学软件分析不同车速时活塞杆2的受力状况，对比多次模拟结果，获得活塞杆2的最大承受力Fmax，，并基于活塞杆2最大承受力确定整车车速vmax，即速度为vmax时，为上支撑3的极限工况，理论上超出vmax的速度时，上支撑3即破损。不同型号的车的整车模型不同，则其vmax也不同。此步骤用于对试验方案进行指导，便于试验人员选取适合的试验参数进行试验，减少试验次数，缩短试验的时间，提高试验效率。
步骤S2：铺设试验路面，在试验路面上设计试验凹坑。
选取场地，铺设试验所需路面，试验凹坑设置在试验路面的一侧，试验凹坑的长度大于车轮的直径，试验凹坑的宽度大于车轮的宽度，使单个车轮能够陷入试验凹坑内，避免测试凹坑的长度或者宽度不足，使试验时的车轮无法陷入试验凹坑而导致测量结果偏差大。试验凹坑的深度选取为现实车辆行驶时所遇到凹坑深度的众数，以使试验结果更具参考性。本实施例中，凹坑深度的取值区间为5mm～15mm，试验凹坑与车轮的接触面积大，能够使整车与凹坑发生碰撞并发生一定的倾斜，更好地模拟车辆过坑时的状态。
步骤S3：整车冲坑，在vmax±vm间取多个测试车速vn值，分别以多个测试车速vn值过坑，整车过坑后，拆解整车上的减振器，检查上支撑3是否破损，确定上支撑3的强度是否满足使用要求，vm为预设值。
vm为附加车速，vm为变值，测试人员通过设定不同的vm取值，使vn取值不同且在步骤S1得出的vmax附近，本实施例中vm的取值区间为1km/h～10km/h，根据不同的车型测试出的vmax，vm的取值也可做相应调整，以提高试验的准确性。
进一步的，分别以多个测试车速vn值过坑过程中，多个测试车速vn值递减，多次整车冲坑的测试车速vn值可为等差数列，以控制变量，便于精确上支撑3破损时的具体速度，以上支撑3首次未破损的测试速度vn值作为上支撑3的极限工况车速vx值。
组装整车，使其行驶在铺设好的试验路面上，且使其前进的过程中，其中一个车轮一定会冲进试验凹坑。整车在行驶在试验凹坑前制动减速至设定的测试车速，同时保持制动，车辆停稳后，将与试验凹坑接触的车轮拆卸，并拆卸与该车轮连接的减振器，检查该减振器的上支撑3是否破损，并记录上支撑3是否破损的数据。
每经过一次测试，即将经过测试的上支撑3拆卸下，换上新的同规格的上支撑3，避免上一次的试验过程对下一次的试验造成影响。
同时，为了减小误差，步骤S3中：整车冲坑，在vmax±vm间取多个测试车速vn值，分别以多个测试车速vn值过坑时，测量活塞杆2的承受力Fn，对比Fn的值与Fmax的值，辅助验证测试结果。
当上支撑3的极限工况车速vx值对应的Fn值并非步骤S3中能够测量到的最大Fn，则本次步骤S3的测量结果有误差，应重新由步骤S1开始测量；当上支撑的极限工况车速vx值对应的Fn值是步骤S3中能够测量到的最大Fn，则本次步骤S3的测量结果可信。
步骤S4：重复执行三次整车冲坑的步骤，验证测试结果。
增设多组试验，增加试验次数且变量保持一致，使每次的测试次数一致，且一一对应的每次测试的测试车速也保持一致，增加对照组，避免误差，使试验数据更精确。
步骤S5：更换不同规格的上支撑3，整车冲坑，整车速度以vx值过坑，整车过坑后，拆解整车上的减振器，检查上支撑3是否破损，确定不同规格的上支撑3的强度是否满足使用要求。
此步骤可用于测试不同规格的上支撑3应用于同一整车时的强度情况，测试不同规格的上支撑3是否能够满足该类型整车的使用要求，便于发明人针对上支撑3的形状结构等进行改进。
实施例2
如图1所示，本实施例提供了一种用于测量活塞杆2受力的减振器，对减振器进行了改进，使其有助于实施例1的使用。
减振器包括减振筒、活塞杆2和上支撑3。减振筒和上支撑3分别套接在活塞杆2两端，减振筒和上支撑3之间设有缓冲套4。
活塞杆2靠近上支撑3套的一端端头具有相对的第一侧和第二侧，第一侧和第二侧均加工有避让槽201，第一侧和第二侧的避让槽201槽底均设有应变片5，即应变片5设置在活塞杆2圆周面的0°和180°处。两个避让槽201槽底均加工有埋线孔202，两个埋线孔202相通；活塞杆2靠近上支撑3的端面加工有通孔203，通孔203与两个埋线孔202相通，设置在第一侧和第二侧上的应变片5的接线依次通过埋线孔202和通孔203穿出减振器，避让槽201可避免减振器上的其他部件对应变片5造成干涉，有助于检测。
如图2所示，本实施例中，应变片5为两个十字型应变片，两个应变片5均沿主应力方向贴片，主应力方向为活塞杆2的轴向和径向，第一侧粘贴的应变片为R1和R2，第二侧粘贴的应变片为R3和R4，沿活塞杆2轴向设置的应变片为R1和R4，沿活塞杆2径向设置的应变片5为R2和R3，应变片R1、R2、R3和R4上的导线穿过埋线孔202和通孔203构成全桥测量电路。以全桥方式连接的够消除温漂以及弯矩的影响，还能增大信号的信噪比，各应变片测试精度高，进一步的有助于对测试方法的辅助验证。
显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种减振器上支撑的强度测试方法，所述减振器包括活塞杆和上支撑，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
建立整车冲坑模型，模拟整车冲坑过程，获得所述活塞杆的最大承受力Fmax，并基于所述活塞杆最大承受力确定所述整车车速vmax；
铺设试验路面，在所述试验路面上设计试验凹坑；
整车冲坑，在所述vmax±vm间取多个测试车速vn值，分别以多个测试车速vn值过坑，所述整车过坑后，拆解所述整车上的减振器，检查所述上支撑是否破损，确定所述上支撑的强度是否满足使用要求，所述vm为预设值。
2.根据权利要求1所述的减振器上支撑的强度测试方法，其特征在于，重复执行三次整车冲坑的步骤，验证测试结果。
3.根据权利要求2所述的减振器上支撑的强度测试方法，其特征在于，整车冲坑，在所述vmax±vm间取多个测试车速vn值，分别以多个测试车速vn值过坑时，测量所述活塞杆的承受力Fn，对比Fn的值与Fmax的值，辅助验证测试结果。
4.根据权利要求3所述的减振器上支撑的强度测试方法，其特征在于，整车冲坑，在所述vmax±vm间取多个测试车速vn值，分别以多个测试车速vn值过坑过程中，多个所述测试车速vn值递减，以所述上支撑首次未破损的测试速度vn值作为所述上支撑的极限工况车速vx值。
5.根据权利要求4所述的减振器上支撑的强度测试方法，其特征在于，更换不同规格的上支撑，整车冲坑，整车速度以vx值过坑，所述整车过坑后，拆解所述整车上的减振器，检查所述上支撑是否破损，确定所述不同规格的上支撑的强度是否满足使用要求。
6.根据权利要求4所述的减振器上支撑的强度测试方法，其特征在于，所述整车包括四个车轮，所述试验凹坑设置在所述试验路面的一侧，所述试验凹坑的长度大于所述车轮的直径，所述试验凹坑的宽度大于所述车轮的宽度，使单个所述车轮能够陷入所述试验凹坑内。
7.根据权利要求4所述的减振器上支撑的强度测试方法，其特征在于，所述vm的取值区间为1km/h～10km/h。
8.一种减振器，应用于权利要求3～7所述的减振器上支撑的强度测试方法，其特征在于，所述减振器包括减振筒；
所述减振筒和所述上支撑分别套接在所述活塞杆两端，所述减振筒与所述上支撑之间设有缓冲套；
所述活塞杆靠近所述上支撑套的一端具有相对的第一侧和第二侧，所述第一侧和所述第二侧均设有应变片。
9.根据权利要求8所述的用于测量活塞杆受力的减振器，其特征在于，还包括避让槽，所述第一侧和所述第二侧均加工有避让槽，所述应变片设置在所述避让槽槽底；
埋线孔，两个所述避让槽槽底均加工有埋线孔；
通孔，所述通孔加工在所述活塞杆靠近所述上支撑的端面，所述通孔与两个所述埋线孔相通。
10.根据权利要求8所述的用于测量活塞杆受力的减振器，其特征在于，所述应变片采用十字型应变片并沿主应力方向贴片，所述主应力方向为所述活塞杆的轴向和径向，所述应变片采用全桥方式连接。
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