CN206095648U - 两轴加载试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种两轴加载试验装置，用以对制件进行加载试验，其包括固定装置，以及球铰连接于所述固定装置上的夹具，于所述夹具上形成有用以连接制件的连接部，还包括与所述夹具球铰连接，并通过夹具向所述制件施加成角度布置的第一载荷和第二载荷的加载控制装置。本实用新型的两轴加载试验装置，能对制件同时加载第一载荷和第二载荷，可较精确的复现车辆行驶过程中转向节对副车架施加的实际载荷情况，从而提高试验结果的精确度；而且两个方向的载荷同时加载，可提高试验效率，而缩短车辆开发周期。

Description

两轴加载试验装置

技术领域

本实用新型涉及车辆试验装置技术领域，特别涉及一种两轴加载试验装置。

背景技术

摆臂副车架包括摆臂以及与摆臂内端铰接相连的副车架，摆臂外端与车轮转向节连结。其中，副车架是支撑前后车桥、悬架的支架，前后车桥、悬架通过它再与正车架相连。副车架相当于一个中间缓冲体，通过调节其软硬刚度，可以调控车辆舒适性与操纵性之间的配比关系。副车架的存在可以极大的消除来自车轮和发动机的振动和噪声，使得只有极少部分的振动和噪声能够传入车厢，因此广泛应用于轿车中。

副车架性能的好坏对汽车的舒适性以及行驶安全性有着重要的影响，随着副车架的大量使用，以及国家对车辆安全性的要求日益严格，副车架性能的研究逐渐为人们所重视，其主要涉及疲劳和可靠性两方面的研究。

车辆行驶过程中，摆臂副车架的主要载荷激励来源于车轮转向节，主要受到侧向力、制动力及上下跳动的垂向力。由于摆臂与副车架之间采用橡胶衬套连接，因此垂向力对摆臂副车架的损伤影响较小，摆臂副车架的损伤主要来自侧向力和制动力。

目前对副车机架加载模拟试验主要有以下三种方式：

1、整车路试，此方法成本费用较高、周期长，且受天气、驾驶人员、场地的影响。

2、试验室单轴等幅加载，此方法为单轴加载，即侧向力、制动力单独依次加载，且加载方式为等幅值正弦波加载，但实车在行驶过程中受到的交变复合载荷的影响，此方法不能真实有效的复现实车受载情况。

3、试验室单轴道路模拟，此方法机械的将副车架摆臂球头受到的复合载荷分解为单一方向的道路谱，不能复现实车行驶过程中两个方向的载荷对彼此的影响，与实车受力存在较大差异。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种两轴加载试验装置，以可更好的模拟转向节对副车架施加的实际载荷。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种两轴加载试验装置，用以对制件进行加载试验，包括：

固定装置；

夹具，球铰连接于所述固定装置上，于所述夹具上形成有用以连接制件的连接部；

加载控制装置，与所述夹具球铰连接，并通过夹具向所述制件施加成角度布置的第一载荷和第二载荷。

进一步地，所述第一载荷和所述第二载荷垂直布置。

进一步地，所述加载控制装置包括由控制单元控制的第一作动器和第二作动器，在所述第一作动器的动力输出端与所述夹具间球铰连接有第一连接杆，在所述第二作动器的动力输出端球铰连接有第二连接杆，所述第二连接杆的另一端与所述夹具固连。

进一步地，所述第一连接杆和/或所述第二连接杆为轻质空心杆。

进一步地，所述夹具具有形成有所述连接部的支撑板，以及与所述支撑板固连为一体、并分别垂直于所述第一作动器和第二作动器的动力输出方向布置的第一侧板和第二侧板。

进一步地，所述连接部为形成于所述支撑板上的锥形孔。

进一步地，所述固定装置包括固定板，所述夹具通过并排布置的两根拉杆连接于所述固定板的下方。

进一步地，两根所述拉杆所构成的平面与所述第一载荷或所述第二载荷的作用方向垂直布置。

进一步地，所述固定板因与外部载体的连接而高度可调。

进一步地，所述拉杆的两端分别通过关节轴承与所述固定板及所述夹具相连。

相对于现有技术，本实用新型所述的两轴加载试验装置具有以下优势：

(1)本实用新型的两轴加载试验装置，能对制件同时加载第一载荷和第二载荷，可较精确的复现车辆行驶过程中转向节对副车架施加的实际载荷情况，从而提高试验结果的精确度；同时，两个方向的载荷同时加载，也可提高试验效率，而能够缩短车辆开发周期。

(2)第一载荷和第二载荷相互垂直，便于真实模拟车辆实际行驶过程中的侧向力以及制动力，从而提高试验结果的精确度。

(3)第一作动器的动力输出端与夹具间球铰连接第一连接杆，在试验过程中第一作动器对夹具施加的载荷用于模拟车辆行驶过程中的侧向力，可有效防止第一作动器损坏，从而可延长该试验装置的使用寿命。第二作动器动力输出端与球铰连接第二连接杆，第二连接杆另一端与夹具固连，在试验过程中，第二作动器对夹具施加的载荷用于模拟车辆行驶过程中的制动力，该连接方式可限制夹具相对于第二作动器的转动，有益于提高试验结果的精确度。第一连接杆和第二连接杆的设置，便于第一作动器和第二作动器与夹具连接。

(4)第一连接杆和/或所述第二连接杆为轻质空心杆，其质量轻，硬度高，可减少惯性力对试验结果精度的影响。

(5)夹具设置为一体结构，可提高夹具的承载能力，延长夹具的使用寿命；第一侧板和第二侧板分别垂直于第一作动器和第二作动器的动力输出方向，可真实模拟转向节对副车架施加的实际载荷，从而提高试验结果的精确度；该结构简单并便于加载控制装置的布置，且成本较低。

(6)连接部设为锥形孔，与摆臂的实际安装结构相同，可使试验结果更加准确。

(7)夹具通过并排布置的拉杆连接于固定板下方，可提高其承载能力，延长夹具的使用寿命。

(8)两根拉杆构成的平面与第一载荷或第二载荷的作用方向垂直，使得试验装置沿第一载荷或第二载荷方向运动相对灵活，可提高试验结果的精确度，且可延长夹具的使用寿命。

(9)固定板高度可调，可便于试验过程中调节夹具高度，可提高试验结果的精确度，且可延长该试验装置的使用寿命。

(10)拉杆的两端分别通过关节轴承与所述固定板及夹具相连，结构强度高，能够承受较大的冲击载荷，可延长该试验装置的使用寿命。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的两轴加载试验装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的固定装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的夹具的结构示意图。

附图标记说明：

1-固定装置，101-固定板，1011-横板，1012-竖板，102-拉杆，103-长螺栓，104-关节轴承，105-短螺栓，2-夹具，201-第一侧板，2011-第一通孔，2012-贯穿孔，202-第二侧板，2021-第二通孔，203-支撑板，2031-锥形孔，301-第一作动器，302-第二作动器，401-第一连接杆，402-第二连接杆，5-球铰链。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型所述的第一作动器、第二作动器、第一连接杆、第二连接杆、第一侧板、第二侧板、第一通孔以及第二通孔中的第一和第二均是为了便于对本实用新型进行清楚的描述，并不构成对本实用新型的限制。

下面参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型涉及一种两轴加载试验装置，用以对制件进行加载试验，其整体上包括固定装置、夹具及加载控制装置，其中，夹具球铰连接于固定装置上，于夹具上形成有用以连接制件的连接部；加载控制装置与夹具球铰连接，并通过夹具向制件施加成角度布置的第一载荷和第二载荷。

本实用新型的两轴加载试验装置，能对制件同时加载第一载荷和第二载荷，可较精确的复现车辆行驶过程中转向节对副车架施加的实际载荷情况，从而提高试验结果的精确度；两个方向同时加载，可提高试验效率，缩短车辆开发周期。

基于以上设计思想，本实施例的两轴加载试验装置的一种示例性结构由图1结合图2和图3所示，本实施例中首先对固定装置1的结构进行说明，具体如图2所示，固定装置1包括固定板101以及固连于固定板101下方的并排布置的两根拉杆102。具体地，固定板101包括横板1011，以及设于横板1011下方的拉杆连接部，为了便于拉杆102的布置，拉杆连接部为固连于横板1011下方的间距设置的两块竖板1012，在竖板1012上形成有图中未示出的同轴的通孔。拉杆102上端与关节轴承104的外圈形成固连，关节轴承104的内圈可与穿设该通孔的短螺栓105形成固连，使得拉杆102与竖板1012形成球铰连接，也即拉杆102与固定板101之间形成球铰连接。此外，两个拉杆102的下端也分别连接关节轴承104的外圈，这两个关节轴承104的内圈同轴并可分别与长螺栓103形成固连，长螺栓103可便于安装下述的夹具2，使得夹具2与拉杆102之间也形成球铰连接，从而形成了夹具2与固定装置1的球铰连接。固定装置1除了可为上述结构，当然还可为其他的便于与夹具2球铰连接的结构。

实际使用时，上述的固定板101需固定于外部载体上，比如可固定于上下调节装置上，如此使得固定板101因与外部载体的连接而高度可调，可便于试验过程中调节夹具2高度，因而可提高试验结果的精确度，且可延长该试验装置的使用寿命。

接下来以制件为摆臂而对夹具2的结构进行详细说明，首先需要说明的，在车辆实际结构中，转向节与摆臂连接，摆臂再与副车架连接，副车架所受到的载荷实际为转向节通过摆臂向副车架施加的载荷，因此本实施例中在夹具2上设置连接摆臂的连接部，从而较精确的模拟车辆实际行驶过程中转向节对副车架施加的载荷。具体如图3中所示，夹具2包括形成有锥形孔2031的支撑板203，锥形孔2031用以与摆臂上球销的销杆形成过盈配合，以可真实模拟转向节与摆臂的实际安装结构。另外，在支撑板203上设有轴向中心线与锥形孔2031垂直的贯穿孔2012，贯穿孔2012的设置便于与上述的长螺栓103连接，且贯穿孔2012水平贯穿于支撑板203上，该结构可承受较大的冲击载荷，从而延长该试验装置的使用寿命。

为了便于加载控制装置通过夹具2对摆臂施加载荷，于支撑板203下端固连有垂直设置的第一侧板201和第二侧板202，更具体地，于第一侧板201上形成有第一通孔2011，而于第二侧板202上形成有第二通孔2021，第一通孔2011和第二通孔2021的设置是为了方便与下述的加载控制装置连接。当然，除了可在第一侧板201上形成第一通孔2011，在第二侧板202上形成第二通孔2021，还可在第一侧板201和第二侧板202上形成方便与加载控制连接的其他结构。

另外需要说明的是，第一通孔2011的轴向中心线与贯穿孔2012的轴向中心线平行，如此是以加载控制装置对第一侧板201施加的载荷模拟转向节对摆臂施加的侧向力，而以加载控制装置对第二侧板202施加的载荷模拟转向节对摆臂施加的制动力，因摆臂实际受到的制动力较频繁，上述结构中两根拉杆102所构成的平面与第二载荷的作用方向垂直布置，使得该夹具2可承受较大的冲击载荷，从而延长该试验装置的使用寿命。除了将第一通孔2011的轴向中心线与贯穿孔2012的轴向中心线平行，还可将第二通孔2021的轴向中心线与贯穿孔2012的轴向中心线平行，也即形成两根拉杆102所构成的平面与第一载荷的作用方向垂直布置。

还有需要说明的是，第一通孔2011的轴向中心线以及第二通孔2021的轴向中心线均穿过锥形孔2031轴向中心线的延长线，如此设置可有效提高该试验结果的精确度。

在上述结构中，第一侧板201、第二侧板202和支撑板203优选为一体结构，因试验过程中夹具2是主要的承载件，如此可有效延长夹具2的使用寿命。当然，第一侧板201、第二侧板202和支撑板203除了可设为一体结构，还可设为分体结构并固定连接。

为了能够真实模拟转向节对摆臂施加的侧向力以及制动力，加载控制单元包括由控制单元控制的第一作动器301和第二作动器302，其中，控制单元可根据采集的随机应变信号，也即将车辆实际行驶过程中对摆臂施加的载荷转化的信号，并将该随机应变信号转化为控制信号，再将控制信号分别发送给第一作动器301和第二作动器302，从而分别控制第一作动器301和第二作动器302的动力输出端向夹具2施加载荷。

第一作动器301和第二作动器302为现有技术中的结构，具体均为液压伺服作动器，其作用是根据控制信号对夹具2施加载荷。具体地，第一作动器301轴向中心线与第一侧板201垂直布置，第二作动器302轴向中心线与第二侧板202垂直布置，如此使得第一载荷和第二载荷垂直布置，可提高试验结果的精确度。除此之外，第一作动器301轴向中心线与第一侧板201还可不垂直布置，第二作动器302轴向中心线与第二侧板202还可不垂直布置，如此可使得第一载荷和第二载荷方向不垂直，会降低试验结果的精确度。

此外，为了方便第一作动器301与第一侧板201连接，在第一作动器301与第一侧板201之间设有第一连接杆401，而在第二作动器302与第二侧板202之间设有第二连接杆402；第一连接杆401和第二连接杆402为轻质空心杆，其质量轻、硬度高，并可有效降低惯性力对试验结果精确度的影响。除了将第一连接杆401和第二连接杆402均设为轻质空心杆，还可将第一连接杆401和第二连接杆402中的任一个不设为轻质空心杆，或第一连接杆401和第二连接杆402都不设为轻质空心杆，只是如此可能降低试验结果的精确度。另外，在第一作动器301与第一侧板201之间设置第一连接杆401，以及在第二作动器302与第二侧板202之间设置第二连接杆402，均是为了便于试验装置的结构布置，提高试验结果的精确度，当然也可去掉第一连接杆401和第二连接杆402，而将第一作动器301的动力输出端与第一侧板201连接，第二作动器302的动力输出端与第二侧板202连接。

具体地，第一连接杆401一端通过球铰链5连接第一作动器301动力输出端，第一连接杆401另一端通过球铰链5与第一侧板201形成球铰连接，而第二连接杆402一端通过球铰链5连接第二作动器302动力输出端，第二连接杆402另一端与第二侧板202直接固连。其中，球铰链5为现有技术中的结构，此处不再详述。以上结构，可形成夹具2与加载控制装置的球铰连接。

当然，第一作动器301与第一侧板201连接的一端除了可通过球铰链5连接，还可将第一作动器301与第一侧板201直接固定连接，只是由于摆臂实际受到的制动力较频繁，而侧向力较少，如此在试验过程中第一侧板201和第一作动器301之间的转动过程相对频繁，容易导致第一作动器301出现漏油现象，从而缩短第一作动器301的使用寿命。而第二作动器302与第二侧板202连接的一端除了直接固定连接，还可以将第二作动器302与第二侧板202通过球铰链5连接，但是因摆臂实际受到的制动力相对频繁，如此会导致第二作动器302与第二侧板202之间的转动过于灵活，从而影响试验结果的精确度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种两轴加载试验装置，用以对制件进行加载试验，其特征在于包括：

固定装置(1)；

夹具(2)，球铰连接于所述固定装置(1)上，于所述夹具(2)上形成有用以连接制件的连接部；

加载控制装置，与所述夹具(2)球铰连接，并通过夹具(2)向所述制件施加成角度布置的第一载荷和第二载荷。

2.根据权利要求1所述的两轴加载试验装置，其特征在于：所述第一载荷和所述第二载荷垂直布置。

3.根据权利要求2所述的两轴加载试验装置，其特征在于：所述加载控制装置包括由控制单元控制的第一作动器(301)和第二作动器(302)，在所述第一作动器(301)的动力输出端与所述夹具(2)间球铰连接有第一连接杆(401)，在所述第二作动器(302)的动力输出端球铰连接有第二连接杆(402)，所述第二连接杆(402)的另一端与所述夹具(2)固连。

4.根据权利要求3所述的两轴加载试验装置，其特征在于：所述第一连接杆(401)和/或所述第二连接杆(402)为轻质空心杆。

5.根据权利要求3所述的两轴加载试验装置，其特征在于：所述夹具(2)具有形成有所述连接部的支撑板(203)，以及与所述支撑板(203)固连为一体、并分别垂直于所述第一作动器(301)和第二作动器(302)的动力输出方向布置的第一侧板(201)和第二侧板(202)。

6.根据权利要求5所述的两轴加载试验装置，其特征在于：所述连接部为形成于所述支撑板(203)上的锥形孔(2031)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的两轴加载试验装置，其特征在于：所述固定装置(1)包括固定板(101)，所述夹具(2)通过并排布置的两根拉杆(102)连接于所述固定板(101)的下方。

8.根据权利要求7所述的两轴加载试验装置，其特征在于：两根所述拉杆(102)所构成的平面与所述第一载荷或所述第二载荷的作用方向垂直布置。

9.根据权利要求7所述的两轴加载试验装置，其特征在于：所述固定板(101)因与外部载体的连接而高度可调。

10.根据权利要求7所述的两轴加载试验装置，其特征在于：所述拉杆(102)的两端分别通过关节轴承(104)与所述固定板(101)及所述夹具(2)相连。