CN117949182A - 一种考虑高速风压的轮罩弯曲变形试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种考虑高速风压的轮罩弯曲变形试验方法，其包括：基于整车理论数据及环境模型数据获得理论状态下轮罩的标态受风压数据，读取前端导风件上除去密封软胶后的非密封导风件数据，用该非密封导风件数据替代整车理论数据中的导风件数据，获得密封失效时的轮罩极限受风压数据；将被测轮罩进行预设环境条件的工况处理；根据极限受风压区域，在轮罩上标注试验区域，并在适应该试验区域的位置布设施力装置和位移传感器，驱动施力装置推动轮罩使其发生形变，获取位移传感器采集的轮罩变形位移数据，确定轮罩的变形量。通过本发明描述的试验方法可以对轮罩高速风压变形情况进行有效的验证，及时发现轮罩可能存在的风险点。
Description
技术领域
本发明属于车辆零部件质量检测技术领域，具体涉及一种考虑高速风压的轮罩弯曲变形试验方法。
背景技术
汽车轮罩在车辆高速行驶的工况中，由于进气格栅等进气通道不可避免的存在密封问题，气流会通过进气系统进入发动机舱，经过舱内通道吹向轮罩，轮罩会因风压会产生变形。而轮罩的变形严重时会导致轮罩本体和轮胎发生摩擦，造成轮罩和轮胎磨损，引起质量抱怨和安全风险。目前该类问题的验证只能依赖整车风洞试验或高环试验，受试验资源限制大，通过整车试验验证轮罩受风压变形，存在如下缺点：一是试验成本高，每次试验都需要整车进行；二是整车试验需求条件多，需要特殊试验场或者风洞试验室，试验限制条件多。且在项目前期整车试验受限于整车生产计划，且试验计划往往在项目较晚期，试验计划晚，发现问题后存在优化进度紧张且造成额外的优化成本导致整体生产成本提高的风险。
发明专利内容
针对上述问题，本发明提供一种考虑高速风压的轮罩弯曲变形试验方法，其可用于汽车轮罩风压变形的单件检测，其通过仿真模拟给出轮罩的理论风压和极限风压以及相应受力的大小、位置和方向，并以此作为试验标准的输入，并设计相应的检测工装，完成轮罩弯曲力试验，实现以单件试验代替整车试验验证轮罩高速风压变形的目的。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种考虑高速风压的轮罩弯曲变形试验方法，其包括：
步骤S100：基于整车理论数据及环境模型数据获得理论状态下轮罩的标态受风压数据，所述受风压数据包括标态受风压区域，所述整车理论数据包括导风件等能够影响到轮罩使用寿命的各相关零部件的整车装配状态数据及轮罩的结构和材料数据，所述环境模型数据包括气流数据和环境温度数据；
步骤S200：读取前端导风件上除去密封软胶后的非密封导风件数据，用该非密封导风件数据替代步骤S100中整车理论数据中的导风件的整车装配状态数据，获得密封失效时的轮罩极限受风压数据，所述极限受风压数据包括极限受风压区域、极限风压力值和极限风压方向；
步骤S300：将被测轮罩置于具有预设环境工况的环境仓中保持第一预设时间，然后将轮罩从环境仓中取出，并使其恢复第二预设时间；
步骤S400：根据步骤S200的极限受风压区域，在完成步骤S300的轮罩上标注试验区域，并在适应该试验区域的位置布设施力装置和位移传感器，根据步骤S200获得的极限风压力值和极限风压方向驱动施力装置推动轮罩使其发生形变，直至轮罩不再因施力装置的施力而发生变形；
步骤S500：获取位移传感器采集的轮罩变形位移数据，根据轮罩变形位移数据确定轮罩的变形量。
进一步，在步骤S300中：按照整车装配时的安装结构制作轮罩固定工装，将轮罩固定在固定工装上，并置于具有预设环境工况的的环境仓中保持第一预设时间，然后将轮罩及固定工装从环境仓中取出，并使其在自然状态下恢复第二预设时间。
进一步，还包括步骤S600：对完成步骤S400的轮罩进行外观检查，确定其是否产生损坏和/或功能障碍。
进一步，在所述步骤S100中，所述受风压数据包括标态受风压区域、标态风压力值和标态风压方向。
进一步，在所述步骤S400中，驱动施力装置以恒定力推动轮罩使其发生形变，直至轮罩不再因施力装置的施力而发生变形，所述恒定力的力值采用步骤S200所得的极限风压力值。
进一步，所述步骤S100包括：
步骤S110：读取整车理论数据，建立包含轮罩及导风件数据的轮罩整车装配工况结构模型；
步骤S120：调用气流仿真软件建立环境模型，对轮罩工况结构模型进行风压工况下受力情况的仿真模拟，在气流仿真软件中完成关于轮罩材料、测试温度的参数设定；
步骤S130：根据仿真模拟结果输出理论状态下轮罩的标态受风压数据。
进一步，还包括步骤S700：根据步骤S100、步骤S200和步骤S500所得的结果数据生成轮罩弯曲性能评估结果并输出。
本发明的有益效果在于：通过本发明描述的试验方法和试验设备可以代替整车高速试验，对轮罩高速风压变形情况进行有效的验证，可以在整车试验前有效验证轮罩质量，及时发现轮罩可能存在的风险点。
附图说明
图1所示为本发明受风压数据输出的结果示意图；
图2所示为采用本发明中借助位移传感器和施力装置测量轮罩变形量的示意图；
图中：1-施力装置；2-位移传感器；3-轮罩；A-受风压区域。
具体实施方式
下面将结合对本发明的优选实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例提供一种考虑高速风压的轮罩弯曲变形试验方法，其包括：
步骤S100：基于整车理论数据及环境模型数据获得理论状态下轮罩的标态受风压数据，所述受风压数据包括标态受风压区域，所述整车理论数据包括导风件等能够影响到轮罩使用寿命的各相关零部件的整车装配状态数据及轮罩的结构和材料数据，所述环境模型数据包括气流数据和环境温度数据；优选地，所述标态受风压数据还包括标态风压力值和标态风压方向；
步骤S200：读取前端导风件上除去密封软胶后的非密封导风件数据，用该非密封导风件数据替代步骤S100中整车理论数据中的导风件的整车装配状态数据，获得密封失效时的轮罩极限受风压数据，所述极限受风压数据包括极限受风压区域A、极限风压力值F和极限风压方向；
步骤S300：将被测轮罩置于具有预设环境工况的环境仓中保持第一预设时间，然后将轮罩从环境仓中取出，并使其恢复第二预设时间；
步骤S400：根据步骤S200的极限受风压区域，在完成步骤S300的轮罩上标注试验区域，并在适应该试验区域的位置布设施力装置和位移传感器，根据步骤S200获得的极限风压力值和极限风压方向驱动施力装置推动轮罩使其发生形变，直至轮罩不再因施力装置的施力而发生变形；优选地，驱动施力装置以恒定力F推动轮罩使其发生形变，直至轮罩不再因施力装置的施力而发生变形，所述恒定力的力值采用步骤S200所得的极限风压力值。
步骤S500：获取位移传感器采集的轮罩变形位移数据，根据轮罩变形位移数据确定轮罩的变形量。
在优选的实施方式中，在步骤S300中：按照整车装配时的安装结构制作轮罩固定工装，将轮罩固定在固定工装上，并置于具有预设环境工况的的环境仓中保持第一预设时间，然后将轮罩及固定工装从环境仓中取出，并使其在自然状态下恢复第二预设时间。
在优选的实施方式中，还包括步骤S600：对完成步骤S400的轮罩进行外观检查，确定其是否产生损坏和/或功能障碍。
在优选的实施方式中，所述步骤S100包括：
步骤S110：读取整车理论数据，建立包含轮罩及导风件数据的轮罩工况结构模型；
步骤S120：调用气流仿真软件建立环境模型，对轮罩工况结构模型进行风压工况下受力情况的仿真模拟，在气流仿真软件中完成关于轮罩材料、测试温度的参数设定；
步骤S130：根据仿真模拟结果输出理论状态下轮罩的标态受风压数据。
在优选的实施方式中，还包括步骤S700：根据步骤S100、步骤S200和步骤S500所得的结果数据生成轮罩弯曲性能评估结果并输出；优选地，将所有测试步骤的参数及相关测量结果均进行客观记录，生成关于测试过程的参数及结果表单，并建立相关数据库。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上提供一个完整试验过程的实施方案，其包括以下步骤：
步骤S110：基于整车理论数据，建立包含轮罩及其所有涉及的环境件的数据模型。
步骤S120：将数据模型导入气流仿真软件(如Masterfluid等)，完成对轮罩材料、试验温度等参数的定义，以及仿真结果的输出参数(包括受风压区域、风压力值和风压方向等参数)的定义。
步骤S130：完成理论数据的仿真结构，输出理论状态下轮罩受风压区域、力值和方向，如图1所示。
步骤200：制作将前端导风件密封软胶去除的非密封导风件数据，并以该非密封导风件数据替换原理论模型中导风件数据，重复上述步骤S110、步骤S120、步骤S130步骤，得到密封失效时极限下轮罩极限受风压区域、极限风压力值和极限风压方向。
步骤300具体包括步骤S301～步骤S304的内容：
步骤S301：制作轮罩安装固定的工装，固定位置及受力情况必须和整车装配状态一致；
步骤S302：选取试验用的轮罩，并进行试验前检查；
步骤S303：将轮罩固定在安装固定的工装上，并放置到具有预设环境条件的环境仓中，在规定的存放条件下存放第一预设时间，此处环境仓根据试验要求采用常温恒湿试验箱、高低温循环试验箱等；
步骤S304：在规定的试验时间(即第一预设时间)后，将轮罩连同工装从环境仓中取出，恢复第二预设时间之后进行后续步骤S400；
步骤S400包括以下步骤S401～步骤S405的内容：
步骤S401：根据步骤S200的仿真结果显示的极限受风压区域，在轮罩试验件上标注试验区域。
步骤S402：在轮罩内侧布设位移传感器2，将位移传感器的探头紧贴自由状态下的轮罩内壁，以便当轮罩发生变形时能够及时测得其变形数据；
步骤S403：将施力装置1(带力学传感器的压头)放置在步骤S401中在轮罩上标注的试验区域，并使施力装置的压头与位移传感器的探头对应布置在被测轮罩3的两侧，如图2所示，使得当驱动压头对轮罩施力时位于轮罩3另一侧的位移传感器的探头在轮罩变形的压力下移动，从而计量变形轮罩变形数据；
步骤S405：调试位移传感器和力学传感器信号收集控制装置，确保系统正常工作；
步骤S406：根据仿真结果得到的极限风压力值和极限风压方向，以恒定力值推动施力装置的压头，直至轮罩不再发生变形。
步骤S500：查看位移传感器采集的位移数据，确定轮罩变形量。
步骤S600：对轮罩进行外观检查，查看是否损坏/功能障碍，评估和处理所有收集的测量数据。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围；附图及实施例中所述尺寸与具体实物无关，不用于限定本发明的保护范围，实物尺寸可根据实际需要进行选择和变换。
Claims (7)
1.一种考虑高速风压的轮罩弯曲变形试验方法，其特征在于，包括：
步骤S100：基于整车理论数据及环境模型数据获得理论状态下轮罩的标态受风压数据，所述受风压数据包括标态受风压区域，所述整车理论数据包括导风件的整车装配状态数据及轮罩的结构和材料数据，所述环境模型数据包括气流数据和环境温度数据；
步骤S200：读取前端导风件上除去密封软胶后的非密封导风件数据，用该非密封导风件数据替代步骤S100中整车理论数据中的导风件的整车装配状态数据，获得密封失效时轮罩的极限受风压数据，所述极限受风压数据包括极限受风压区域、极限风压力值和极限风压方向；
步骤S300：将被测轮罩置于具有预设环境工况的环境仓中保持第一预设时间，然后将轮罩从环境仓中取出，并使其恢复第二预设时间；
步骤S400：根据步骤S200的极限受风压区域，在完成步骤S300的轮罩上标注试验区域，并在适应该试验区域的位置布设施力装置和位移传感器，根据步骤S200获得的极限风压力值和极限风压方向驱动施力装置推动轮罩使其发生形变，直至轮罩不再因施力装置的施力而发生变形；
步骤S500：获取位移传感器采集的轮罩变形位移数据，根据轮罩变形位移数据确定轮罩的变形量。
2.根据权利要求1所述的一种考虑高速风压的轮罩玩去变形试验方法，其特征在于，在步骤S300中：按照整车装配时的安装结构制作轮罩固定工装，将轮罩固定在固定工装上，并置于具有预设环境工况的的环境仓中保持第一预设时间，然后将轮罩及固定工装从环境仓中取出，并使其在自然状态下恢复第二预设时间。
3.根据权利要求1所述的一种考虑高速风压的轮罩弯曲变形试验方法，其特征在于，还包括步骤S600：对完成步骤S400的轮罩进行外观检查，确定其是否产生损坏和/或功能障碍。
4.根据权利要求1所述的一种考虑高速风压的轮罩弯曲变形试验方法，其特征在于，在所述步骤S100中，所述受风压数据包括标态受风压区域、标态风压力值和标态风压方向。
5.根据权利要求1所述的一种考虑高速风压的轮罩弯曲变形试验方法，其特征在于，在所述步骤S400中，驱动施力装置以恒定力推动轮罩使其发生形变，直至轮罩不再因施力装置的施力而发生变形，所述恒定力的力值采用步骤S200所得的极限风压力值。
6.根据权利要求1所述的一种考虑高速风压的轮罩弯曲变形试验方法，其特征在于，所述步骤S100包括：
步骤S110：读取整车理论数据，建立包含轮罩及导风件数据的轮罩整车装配工况结构模型；
步骤S120：调用气流仿真软件建立环境模型对轮罩工况结构模型进行风压工况下受力情况的仿真模拟，在所述气流仿真软件中完成关于轮罩材料、测试温度的参数设定；
步骤S130：根据仿真模拟结果输出理论状态下轮罩的标态受风压数据。
7.根据权利要求1～6任一所述的一种考虑高速风压的轮罩弯曲变形试验方法，其特征在于，还包括步骤S700：根据步骤S100、步骤S200和步骤S500所得的结果数据生成轮罩弯曲性能评估结果并输出。
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