CN1405545A - 乘用车白车身结构弯曲刚度测试约束与加载装置 - Google Patents

Abstract

乘用车白车身结构弯曲刚度测试约束与加载装置，属于汽车产品测试技术领域。该装置包括固定在工作台上的约束装置和加载装置两部分，约束装置包括前左、右支座及其连接支座与车身前左右纵梁的连接部件，后左、右支座及其连接支座与车身后左右纵梁的连接部件；加载装置由丝杠式着力器和力传递机构组成。本发明与目前国内外广泛应用的乘用车白车身结构扭转刚度测试装置相比，成本显著降低，通用性强(不需要针对不同车型开发专用夹具和力传递机构)，操作简便的优点，完全可以满足测试精度和可靠性的要求。

Description

乘用车白车身结构弯曲刚度测试约束与加载装置

技术领域

本发明涉及一种乘用车白车身结构弯曲刚度测试约束与加载设备，属于汽车产品测试技术领域。

背景技术

弯曲刚度是乘用车白车身结构必须满足的性能之一。在乘用车产品开发过程中，必须对白车身结构进行弯曲刚度的测试，以评价所开发的白车身结构是否满足弯曲刚度性能要求。因此，白车身结构弯曲刚度测试系统是开发乘用车产品必不可少的设备。约束与加载装置是白车身结构弯曲刚度测试系统主要设备。在日本汽车技术协会编的《汽车强度》和刘惟信主编，清华大学出版社出版的《汽车设计》等书中都提出了乘用车白车身结构弯曲刚度测试约束与加载的基本要求。这些基本要求是：

(1)固定车身后部，固定位置的纵坐标为后轴中心位置，在前轴中心线所在的竖直平面内施加扭矩；

(2)其约束装置和加载装置的刚度不能对测试结果产生影响。

但上述资料中均未涉及如下内容：

(1)乘用车白车身结构弯曲刚度测试的具体约束方法和约束装置的具体结构；

(2)乘用车白车身结构弯曲刚度测试的具体加载方法和加载装置的具体结构；

世界上其它一些国家如日本和欧洲的一些汽车公司测试白车身弯曲刚度的约束方法虽然基本相同，但约束装置采用的都是针对不同车型开发的专用夹具，这就意味着每测试一个车型都需要开发一套专用的约束装置，也就是说如果要测试富康和桑塔纳这两种轿车的弯曲刚度，虽然同样是轿车，但仍需要开发两套不同的约束装置，所以这种方法因费时、费工和不具有通用性而造价较高。

在加载方法方面，这些公司也基本相同，即采用通用液压式着力器产生力，通过力传递机构将力传递到白车身上规定的位置。通用液压式着力器不但可用于测试白车身弯曲刚度，也可用于其它试验，但通用液压式着力器价格昂贵，一台可用于白车身结构弯曲刚度测试的液压式着力器售价在30万人民币左右。同时力传递机构与约束装置同样需要针对不同车型专门进行开发。

发明内容

针对现有技术中存在的不足和缺陷，本发明提供一种乘用车白车身结构弯曲刚度测试约束与加载装置，使其既能适用于不同车型，即具有较强的通用性，又可有效降低成本。

本发明的技术方案如下：

一种乘用车白车身结构弯曲刚度测试约束与加载装置，其特征在于：该装置包括固定在工作台上的约束装置和加载装置两部分，所述约束装置包括前左、右支座及其连接支座与车身前左右纵梁的连接部件，后左、右支座及其连接支座与车身后左右纵梁的连接部件；所述的加载装置由丝杠式着力器和力传递机构组成，所述的力传递机构主要由带滑轮的力臂、穿过滑轮的钢丝绳、压杆梁、支撑在力臂与压杆梁中间位置的支撑垫以及设置在车身和压杆梁之间且对称布置的左右支撑垫，所述的钢丝绳的一端固定在工作台上，另一端与丝杠式着力器连接，所述的丝杠式着力器固定在工作台上。

本发明所述的丝杆式着力器包括由丝杆螺母与带手柄的丝杆轴组成的螺旋副、连接丝杆轴和应变式测力传感器的连接机构、应变式力传感器、挂钩以及将丝杆式着力器固定在工作台上的铰链。所述的连接机构由带螺栓的钢框和连接钢框与丝杆轴的推力轴承组成，其应变式测力传感器固定在钢框上。

所述的前支座与车身前纵梁的连接部件采用与车身线接触的支撑结构，所述的后支座与车身后纵梁的连接部件采用铰链结构，或者后支座与车身后纵梁的连接部件采用与车身线接触的支撑结构，前支座与车身前纵梁的连接部件采用铰链结构。

本发明中所述的力臂与压杆梁之间的支撑垫采用断面为三角形的钢垫。其车身和压杆梁之间的左右支撑垫采用木垫。

本发明中用以固定约束装置和加载装置的所工作台采用可调整支座固定位置的T型槽工作台。

本发明与目前国外广泛应用的乘用车白车身结构弯曲刚度装置相比，具有成本显著降低、通用性强(不需要针对不同车型开发专用夹具和力传递机构)，操作简便的优点，完全可满足测量精度和可靠性的要求。

附图说明

图1是用于弯曲刚度测试的约束和加载装置结构示意图(主视图)。

图2是用于弯曲刚度测试的约束和加载装置结构示意图(俯视图)。

图3是用于弯曲刚度测试的加载装置结构示意图。

图4是丝杆式着力器结构示意图。

图5是连接机构结构示意图。

具体实施方式

该装置包括固定在工作台上的约束装置和加载装置两部分，下面结合附图进一步说明本发明的具体结构及优选方式：

一.约束装置：从图1、2可知，约束装置包括前左、右支座1、7及其连接支座与车身前左右纵梁的连接部件2、8，后左、右支座6、9及其连接支座与车身后左右纵梁的连接部件5、10；支座1、7、6、9采用螺栓固定在T型槽工作台上，并且可以调整支座固定位置，以适应不同长度和宽度车身的目的。采用圆钢柱作为连接部件2、8放在支座1、7的槽中，车身左右前纵梁通过圆钢柱2、8支承在支座1、7上，前纵梁与圆钢柱产生线接触；采用铰链作为连接部件5、10，车身左右后纵梁通过铰链5、10连接在支座6、9上，或者反之。这样，就形成了前支后铰或者后支前铰式的简支梁约束方式。白车身结构在承受向下的弯曲载荷而产生绕度时，前纵梁可以绕通过支承点的横向坐标(X)轴自由转动和沿纵向(Y)的自由移动，支承位置的纵向坐标位于前轴中心位置。后纵梁可以绕通过连接点的横向坐标(X)轴自由转动，连接位置的纵向坐标位于后轴中心位置。这样既达到了约束的目的，又达到约束装置的刚度不产生影响测试结果的目的。

二、加载装置：从图3可知，加载装置包括丝杠式着力器和力传递机构组成，所述的力传递机构主要由带滑轮14、18的力臂4、穿过滑轮的钢丝绳12、压杆梁13、支撑在力臂4与压杆梁13中间位置的支撑垫16以及设置在车身和压杆梁之间且对称布置的左右支撑垫15、17。采用挂钩作为将钢丝在固定T型槽工作台上的连接件，挂钩11采用螺栓固定在T型槽工作台上，钢丝绳12的一端挂在挂钩11上，另一端绕过滑轮14和18连接在丝杆式着力器上，滑轮14和18对称固定在力臂4上，采用三角钢垫作为中间支承垫16，支撑在力臂4和压杆13的中间位置，采用木垫作为左右支承垫15和17对称支撑在压杆13和白车身(车身中部的横梁)上，这样便实现了左右滑轮14和18和支承垫15和17相对与中间支承垫16的支承位置对称布置的目的。当丝杆式着力器使钢丝绳12产生向下的张力，钢丝绳通过左右滑轮机构14和18使加载力臂4承受向下的力，力臂4通过三角钢垫16使压杆梁13承受向下的力，压杆梁13通过木垫15和17使车身被加载位置承受向下的力，从而使车身承受弯曲载荷。

从图4可知，丝杆式着力器包括由丝杆螺母19与带手柄22的丝杆轴21组成的螺旋副、连接丝杆轴和应变式测力传感器的连接机构、应变式力传感器24、挂钩25以及铰链20。

采用铰链20将丝杆式着力器整体固定在T型槽工作台上。当转动焊接在丝杆轴21上的手柄22时，丝杆轴21向下运动。丝杆轴通过连接机构连接应变式测力传感器24，应变式测力传感器通过挂钩25(作为应变式力传感器和钢丝绳的连接件)与钢丝绳12连接，当丝杆轴21向下运动时通过这些连接部件对钢丝绳12作用一个向下的拉力。

从图5可知，连接机构中的丝杆轴21通过轴向推力轴承26与钢框23连接，变式测力传感器24与连接机构中的钢框23采用螺栓连接，这样便有效避免了当丝杆轴转动时，钢框和与其连接的应变式测力传感器随丝杆轴一起转动。

Claims (7)

1.一种乘用车白车身结构弯曲刚度测试约束与加载装置，其特征在于：该装置包括固定在工作台上的约束装置和加载装置两部分，所述约束装置包括前左、右支座及其连接支座与车身前左右纵梁的连接部件，后左、右支座及其连接支座与车身后左右纵梁的连接部件；所述的加载装置由丝杠式着力器和力传递机构组成，所述的力传递机构主要由带滑轮的力臂、穿过滑轮的钢丝绳、压杆梁、支撑在力臂与压杆梁中间位置的支撑垫以及设置在车身和压杆梁之间且对称布置的左右支撑垫，所述的钢丝绳的一端固定在工作台上，另一端与丝杠式着力器连接，所述的丝杠式着力器固定在工作台上。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的丝杆式着力器包括由丝杆螺母与带手柄的丝杆轴组成的螺旋副、连接丝杆轴和应变式测力传感器的连接机构、应变式力传感器、挂钩以及将丝杆式着力器固定在工作台上的铰链。

3.按照权利要求2所述的装置，其特征于：所述的连接机构由带螺栓的钢框和连接钢框与丝杆轴的推力轴承组成，其应变式测力传感器固定在钢框上。

4.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的前支座与车身前纵梁的连接部件采用与车身线接触的支撑结构，所述的后支座与车身后纵梁的连接部件采用铰链结构，或者后支座与车身后纵梁的连接部件采用与车身线接触的支撑结构，前支座与车身前纵梁的连接部件采用铰链结构。

5.按照权利要求1～4任一权利要求所述的装置，其特征在于：所述的力臂与压杆梁之间的支撑垫采用断面为三角形的钢垫。

6.按照权利要求1～4所述的装置，其特征在于：车身和压杆梁之间的左右支撑垫采用木垫。

7.按照权利要求1～4所述的装置，其特征在于：所述的工作台采用可调整支座固定位置的T型槽工作台。

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