CN216484277U - 一种基于下摆臂橡胶衬套多角度拉伸破坏实验的固定夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于下摆臂橡胶衬套多角度拉伸破坏实验的固定夹具，包括：设置在固定板上的固定组件和移动组件，所述固定组件包括：设置在试验机下端的装配板，所述装配板上设置下固定工装，所述下固定工装用于固定下摆臂橡胶衬套中心部，所述下固定工装上设置限位棒，所述固定组件上方设置移动组件。所述移动组件包括：设置在所述试验机上端的上固定工装，所述上固定工装用于固定所述下摆臂橡胶衬套上部，所述上固定工装上设置螺栓。通过不同夹具完成摆臂橡胶衬套再不同角度拉伸破坏的实验，基本涵盖了整车碰撞过程中下摆臂橡胶衬套受力情况，能够全方位考察橡胶衬套与摆臂连接关系的极限性，从而增加试验的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及下摆臂橡胶衬套多个角度拉伸破坏实验研究技术领域，尤其涉及一种基于下摆臂橡胶衬套多角度拉伸破坏实验的固定夹具。
背景技术
随着汽车工业的快速发展，消费者对汽车在舒适性、可靠性、智能以及环保等方面需求越来越高。橡胶材料是一种极具可逆性变形材料，在常温下弹性十足，在很小的作用下也能产生很大的变形，除去外力外力又能迅速恢复原形，已成为汽车前摆臂衬套不可或缺的组成部分。前摆臂前衬套结构，其特征在于：包含支架、焊接套管和外管，支架与焊接套筒的外侧进行焊接，外管设置在焊接套管之内，两者与橡胶之间进行过盈配合，因此橡胶衬套具有减震、抗冲击、耐磨损的优点。
前摆臂是汽车悬架系统中起到导向和传力的重要元件，作用在车轮上的力能够通过摆臂传递给车身，这是由于在结构上，车轮和车身是通过前摆臂上的球铰或者橡胶衬套来实现弹性连接。此外，前摆臂还能保证车轮按一定的轨迹运动，起到向导和支撑作用，保持汽车行驶过程中的平稳性。然而前摆臂一般有3个连接位置：摆臂球铰与万向节连接、前后橡胶衬套与副车架安装孔位置通过螺栓连接，整车过程中相互依赖，相互作用。
现有技术中，现有技术中的很多试验方法，并不是检测单一连接位置和连接状态，导致或取得失效数据并不完善，从而导致试验数据不精准，从而减小了数据的可靠性。
发明内容
本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种基于下摆臂橡胶衬套多角度拉伸破坏实验的固定夹具。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于下摆臂橡胶衬套多角度拉伸破坏实验的固定夹具，包括：设置在固定板上的固定组件和移动组件，所述固定组件包括：设置在试验机下端的装配板，所述装配板上设置下固定工装，所述下固定工装用于固定下摆臂橡胶衬套中心部，所述下固定工装上设置限位棒，所述限位棒用于限定所述下摆臂橡胶衬套位置状态，所述固定组件上方设置移动组件。
所述移动组件包括：设置在所述试验机上端的上固定工装，所述上固定工装用于固定所述下摆臂橡胶衬套上部，所述上固定工装上设置螺栓。
本实用新型一个较佳实施例中，所述上固定工装整体竖直设置，且所述上固定工装通过螺栓连接下摆臂橡胶衬套。
本实用新型一个较佳实施例中，在所述下固定工装两侧设置三角支撑，所述三角支撑用于加强下固定工装强度。
本实用新型一个较佳实施例中，所述下固定工装包括：设置在所述装配板上的固定柱，所述固定柱上端一体设置衔接板。
本实用新型一个较佳实施例中，所述衔接板上设置椭圆安装孔，所述椭圆安装孔内设置有椭圆限位棒。
本实用新型一个较佳实施例中，在所述下摆臂橡胶衬套中心部设置椭圆配合孔，所述椭圆配合孔与椭圆限位棒相互配合。
本实用新型一个较佳实施例中，所述椭圆安装孔内设置圆形限位棒。
本实用新型一个较佳实施例中，所述上固定工装的施力方向与竖直平面之间的夹角为30°。
本实用新型一个较佳实施例中，在所述下摆臂橡胶衬套上部设置夹具配合孔，所述夹具配合孔连接所述螺栓。
本实用新型解决了背景技术中存在的缺陷，本实用新型具备以下有益效果：
(1)本实用新型通过不同夹具完成摆臂橡胶衬套再不同角度拉伸破坏的实验，将其角度映射至整车模型中，分别对下摆臂橡胶衬套X轴拉伸破坏、下摆臂橡胶衬套Y轴拉伸破坏以及偏Y轴30°拉伸破坏，基本涵盖了整车碰撞过程中下摆臂橡胶衬套受力情况，能够全方位考察橡胶衬套与摆臂连接关系的极限性，精准获取更全面的橡胶衬套与摆臂之间的失效关系，橡胶在衬套内的承载极限，从而增加试验的可靠性。
(2)本实用新型需要在第二实施例中进行实验时，通过椭圆配合孔与椭圆限位棒相互配合，能够对下摆臂橡胶衬套形成约束限位，从而使其受力方向固定，当需要在第三实施例中进行实验时，将椭圆限位棒更换为圆形限位棒，即可实现下摆臂橡胶衬套的任意转动，实现偏Y轴30°拉伸破坏试验，整个过程快速便捷，有效提高试验的便捷性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明；
图1是本实用新型第一实施例的立体结构图；
图2是本实用新型第二实施例的立体结构图；
图3是本实用新型第三实施例的立体结构图。
具体地，110-装配板，120-上固定工装，130-下摆臂橡胶衬套，140-螺栓，150-固定柱，160-衔接板，161-椭圆限位棒，162-圆形限位棒，163-椭圆安装孔，170-下固定工装。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1、图2和图3所示，一种基于下摆臂橡胶衬套多角度拉伸破坏实验的固定夹具，包括：设置在固定板上的固定组件和移动组件，固定组件包括：设置在试验机下端的装配板110，装配板110上设置下固定工装170，下固定工装170用于固定下摆臂橡胶衬套130中心部，下固定工装170上设置限位棒，限位棒用于限定下摆臂橡胶衬套130位置状态，固定组件上方设置移动组件。
移动组件包括：设置在试验机上端的上固定工装120，上固定工装120用于固定下摆臂橡胶衬套130上部，上固定工装120上设置螺栓140，在下摆臂橡胶衬套130上部设置夹具配合孔，夹具配合孔连接螺栓140。
本实用新型使用时，如图1、图2、图3分别对应下摆臂橡胶衬套130不同角度拉伸破坏实验夹具设计，将其角度映射至整车模型中分别对于下摆臂橡胶衬套130X轴拉伸破坏、下摆臂橡胶衬套130Y轴拉伸破坏以及偏Y轴30°拉伸破坏，基本涵盖了整车碰撞过程中下摆臂橡胶衬套130受力情况。
本实用新型一个较佳实施例中，通过不同夹具完成摆臂橡胶衬套再不同角度拉伸破坏的实验，将其角度映射至整车模型中，分别对下摆臂橡胶衬套130X轴拉伸破坏、下摆臂橡胶衬套130Y轴拉伸破坏以及偏Y轴30°拉伸破坏，基本涵盖了整车碰撞过程中下摆臂橡胶衬套130受力情况，能够全方位考察橡胶衬套与摆臂连接关系的极限性，精准获取更全面的橡胶衬套与摆臂之间的失效关系，橡胶在衬套内的承载极限，从而增加试验的可靠性。
本实用新型一个较佳实施例中，当需要在第二实施例中进行实验时，通过椭圆配合孔与椭圆限位棒161相互配合，能够对下摆臂橡胶衬套130形成约束限位，从而使其受力方向固定，当需要在第三实施例中进行实验时，将椭圆限位棒161更换为圆形限位棒162，即可实现下摆臂橡胶衬套130的任意转动，实现偏Y轴30°拉伸破坏试验，整个过程快速便捷，有效提高试验的便捷性。
如图1所示，上固定工装120整体竖直设置，且上固定工装120通过螺栓140连接下摆臂橡胶衬套130，上固定工装120配合试验机工装安装固定至上端，中间位置留有螺栓140孔，以实际的橡胶衬套螺栓140用螺栓140锁死；装配板110固定实验机下端，在下固定工装170左右两侧做三角支撑加强工装强度，并匹配实验样件(可供M12螺栓140大小位置开孔)利用螺栓140相互固定，开始向上拉伸直至下摆臂橡胶衬套130破坏不受力停止实验，重复3次，对比试验一致性。
如图2所示，下固定工装170包括：设置在装配板110上的固定柱150，固定柱150上端一体设置衔接板160，衔接板160上设置椭圆安装孔163，椭圆安装孔163内设置有椭圆限位棒161。在下摆臂橡胶衬套130中心部设置椭圆配合孔，椭圆配合孔与椭圆限位棒161相互配合，相对整车下摆臂橡胶衬套130Y轴拉伸破坏试验工装，直接固定在试验机上端，中间位置刚好将衬套镶嵌其中并且用螺栓140固定；根据试验样件椭圆孔的特征，设计与其匹配的椭圆限位棒161并通过工装相互约束限位，也将其固定至试验机底部，开始向上拉伸直至下摆臂橡胶衬套130破坏不受力停止实验，重复3次，对比试验一致性。
如图3所示，相对整车下摆臂橡胶衬套130偏Y轴30°拉伸破坏试验工装与图2相比除上端不一致其他都一样，由于试验样件和底部固定工装都是椭圆形孔设计，，椭圆安装孔163内设置圆形限位棒162，因此可随意转动一定角度配合上端工装，将上固定工装120的施力方向与竖直平面之间的夹角设置为30°，实现衬套拉伸破坏试验。
本发明技术方案的进一步补充：
步骤S1：待基本工装设计方案确定后，下摆臂过大与工装安装过程存在干涉，通过仿真模型校核摆臂在受拉的情况下应力分布，同时校核试验工装强度，以免后续因工装强度问题影响实验数据的精准度，尽量排除实验干扰因素
步骤S2：查看仿真模型校核结果通过摆臂的应力分布情况，将影响实验工装的部分利用水刀将其切割，若下摆臂仿真结果应力分布较广，也可以适当更新工装夹具尺寸与之匹配。
步骤S3：待一切准备就绪后，将工装与实验样件(用水刀切割后与之匹配)装配至万能试验机上，开启实验机，并按5mm/min的加载速度进行试验直至下摆臂衬套被拉伸破坏为止，提取试验的力/位移曲线，下摆臂衬套每个角度拉伸破坏的实验重复3次，从力/位移曲线和下摆臂橡胶衬套130破坏情况比较3次实验的一致性。
步骤S4：采用等效静载方法将线性准静态工装的力载荷转换为碰撞线性工况。首先按实验状态完成仿真对标模型搭建，为提高计算效率提高加载载荷，然后将提交碰撞模型给LS-DYNA软件进行计算，计算仿真对标模型，利用截面力(或接触力)输出和节点(刚体)位移获得仿真对标模型中下摆臂橡胶衬套130破坏的力/位移曲线，与准静态实验结果对比差异，从而将准静态工装的力载荷转换为碰撞线性工况模型。同理多个下摆臂橡胶衬套130多个角度拉伸破坏实验仿真对标模型用统一的对标模型参数(包括边界条件、材料参数、建模模拟方法等)。
步骤S5：待仿真对标完成后，可将橡胶刚度设置为变量因子，以仿真中下摆臂橡胶衬套130破坏的位置为准，模型其他因素不变，考察橡胶对下摆臂衬套的失效位置影响，同时校核橡胶在极限弹性阶段对结果的影响，为解决现有汽车下摆臂橡胶衬套130的刚度、强度以及使用寿命提供依据。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种基于下摆臂橡胶衬套多角度拉伸破坏实验的固定夹具，包括：设置在固定板上的固定组件和移动组件，其特征在于，
所述固定组件包括：设置在试验机下端的装配板，所述装配板上设置下固定工装，所述下固定工装用于固定下摆臂橡胶衬套中心部，所述下固定工装上设置限位棒，所述限位棒用于限定所述下摆臂橡胶衬套位置状态，所述固定组件上方设置移动组件；
所述移动组件包括：设置在所述试验机上端的上固定工装，所述上固定工装用于固定所述下摆臂橡胶衬套上部，所述上固定工装上设置螺栓。
2.根据权利要求1所述的一种基于下摆臂橡胶衬套多角度拉伸破坏实验的固定夹具，其特征在于：所述上固定工装整体竖直设置，且所述上固定工装通过螺栓连接下摆臂橡胶衬套。
3.根据权利要求2所述的一种基于下摆臂橡胶衬套多角度拉伸破坏实验的固定夹具，其特征在于：在所述下固定工装两侧设置三角支撑，所述三角支撑用于加强下固定工装强度。
4.根据权利要求1所述的一种基于下摆臂橡胶衬套多角度拉伸破坏实验的固定夹具，其特征在于：所述下固定工装包括：设置在所述装配板上的固定柱，所述固定柱上端一体设置衔接板。
5.根据权利要求4所述的一种基于下摆臂橡胶衬套多角度拉伸破坏实验的固定夹具，其特征在于：所述衔接板上设置椭圆安装孔，所述椭圆安装孔内设置有椭圆限位棒。
6.根据权利要求5所述的一种基于下摆臂橡胶衬套多角度拉伸破坏实验的固定夹具，其特征在于：在所述下摆臂橡胶衬套中心部设置椭圆配合孔，所述椭圆配合孔与椭圆限位棒相互配合。
7.根据权利要求5所述的一种基于下摆臂橡胶衬套多角度拉伸破坏实验的固定夹具，其特征在于：所述椭圆安装孔内设置圆形限位棒。
8.根据权利要求7所述的一种基于下摆臂橡胶衬套多角度拉伸破坏实验的固定夹具，其特征在于：所述上固定工装的施力方向与竖直平面之间的夹角为30°。
9.根据权利要求1所述的一种基于下摆臂橡胶衬套多角度拉伸破坏实验的固定夹具，其特征在于：在所述下摆臂橡胶衬套上部设置夹具配合孔，所述夹具配合孔连接所述螺栓。
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