汽車白車身扭轉剛度測試系統及其方法
2023-11-05 05:55:02 1
專利名稱：汽車白車身扭轉剛度測試系統及其方法
汽車白車身扭轉剛度測試系統及其方法
技術領域：
本發明涉及汽車白車身靜剛度測試技術領域，尤其涉及一種汽車白車身扭轉剛度測試系統及其方法，所述汽車包括但不僅限於乘用車。
背景技術：
汽車白車身靜剛度指標一般包括彎曲剛度、扭轉剛度，其中的汽車白車身扭轉剛度可以由汽車白車身扭轉角、各側門洞口及各尾門洞口的對角線變化量等指標來衡量，而汽車白車身的彎曲剛度則可以由汽車白車身前後的變形量來進行衡量。因此，汽車白車身靜剛度是評價車輛設計可靠性和整車安全性能等的重要指標，針對汽車白車身的扭轉剛度分析和彎曲剛度分析則是在整車開發設計過程中必不可少的關鍵環節之一。根據檢索，涉及汽車白車身靜剛度測試的專利文獻主要包括在中國專利號為02146871. 1的專利文獻中公開了一種「乘用車白汽車白車身結構彎曲剛度測試約束與加載裝置」，其中披露了彎曲剛度的測試設備及其約束裝置，其基本要求是在彎曲剛度測試時，由彎曲剛度測試臺前左右支座和彎曲測試臺後左右支座固定測試汽車白車身的前後部，固定位置為前後中心位置的縱梁，約束車前部的安裝位置Y和Z 方向的平動自由度；約束車後部的安裝位置所有平動自由度。在中國專利號為02146783. 8的專利文獻中公開了一種「乘用車白汽車白車身結構扭轉剛度測試約束與加載裝置」，其基本要求為扭轉剛度測試時，由扭轉測試臺後左右支座固定測試汽車白車身的後部，固定位置為後懸置點上，在兩個前懸置點分別施加方向相反的鉛垂方向的約束力，使汽車白車身產生純扭轉變形，約束車後部安裝位置所有平動自由度。在中國專利公開號為CN 101281085A的專利文獻中提供了一種「乘用車白汽車白車身結構靜剛度測試系統及其測試方法」。在上述這些專利文獻中所公開的技術方法和裝置設備都存在著操作相對較複雜、 通用性不佳、不易於快速且準確地進行測試，而且在針對不同車型進行測試時還通常需要專門設計並製造專用的夾具，從而增加了成本、影響到測試進程，同時也無法保證白車身靜剛度測試數據的可靠性和精確性。
發明內容有鑑於此，本發明的目的在於提供一種汽車白車身扭轉剛度測試系統及其方法， 以便能夠有效解決現有技術中存在的上述問題，從而可以方便、快捷地進行不同車型的白車身扭轉剛度測試，並且能夠保證獲得可靠、有效的測試數據。為實現上述發明目的，本發明採用的技術方案如下一種汽車白車身扭轉剛度測試系統，其包括約束子系統和加載子系統，其中所述約束子系統包括前懸臺架，其包括通過球鉸連接於白車身一端並對其進行支撐的第一模擬懸架、以及被剛性裝設於工作檯面上用於支撐所述第一模擬懸架的支撐臺架，所述第一模擬懸架鉸接於所述支撐臺架的橫梁上，所述橫梁被設置成能在Π平面內旋轉，並且所述第一模擬懸架上設置有用以鎖定其Y軸和ζ軸方向運動而釋放X軸方向運動的鎖定部件，所述TL平面和所述Z軸方向均垂直於所述工作檯面；以及後懸臺架，其包括通過球鉸連接於白車身另一端並對其進行支撐的第二模擬懸架、以及被剛性裝設於所述工作檯面上用於支撐所述第二模擬懸架且能進行高度調節的第二支撐部件；所述加載子系統包括動力輸出裝置，其用於為所述加載子系統提供動力；以及加載裝置，其與所述動力輸出裝置相連接並將所述動力作用於所述支撐臺架的橫梁上以對白車身的一側施加載荷。在上述的汽車白車身扭轉剛度測試系統中，優選地，所述動力輸出裝置包括電機。在上述的汽車白車身扭轉剛度測試系統中，優選地，所述加載裝置為杆狀物，其一端與所述電機的輸出軸相連接，其另一端抵靠在所述橫梁的一側且朝向所述工作檯面的表面上。在上述的汽車白車身扭轉剛度測試系統中，優選地，所述加載子系統還包括動力調整裝置，其被設置於所述動力輸出裝置和所述加載裝置之間用於調整所述動力的大小。在上述的汽車白車身扭轉剛度測試系統中，優選地，所述動力調整裝置是蝸輪蝸杆裝置。在上述的汽車白車身扭轉剛度測試系統中，優選地，所述支撐臺架呈倒三角形。在上述的汽車白車身扭轉剛度測試系統中，優選地，所述第二支撐部件是絲杆螺母裝置。在上述的汽車白車身扭轉剛度測試系統中，優選地，所述約束子系統還包括兩個第一支撐部件，其用於分別設置在所述橫梁的兩側以支撐所述橫梁。此外，本發明還採用了以下的技術方案一種汽車白車身扭轉剛度測試方法，其包括如下步驟A、將白車身布置在以上任一項所述的汽車白車身扭轉剛度測試系統上，並且在白車身上各測試點處布置位移測量部件；B、對白車身進行扭轉剛度測試的約束處理，其包括如下步驟bl、使用所述汽車白車身扭轉剛度測試系統中的第一模擬懸架連接白車身一端， 並通過所述第一模擬懸架的鎖定部件來鎖定所述第一模擬懸架的Y軸和Z軸方向運動而釋放其X軸方向運動；以及b2、使用所述汽車白車身扭轉剛度測試系統中的後懸臺架連接並約束白車身另一端；C、使用所述汽車白車身扭轉剛度測試系統中的加載子系統對白車身進行加載，並進行測試數據採集和處理，其包括如下步驟Cl、在白車身一側進行預加載通過所述加載子系統在所述白車身一側施加載荷至第一載荷，然後判斷由所述位移測量部件採集的各測試點的位移數據是否呈線形關係 如果不呈線性關係，則檢查所述第一模擬懸架和/或所述第二模擬懸架與白車身的連接處是否存在間隙、或者所述連接處的垂直度和/或平行度是否存在偏差、或者檢查全部或一部分的所述位移測量部件的布置位置及其垂直度是否正確，並在出現以上任一情形時進行相應調整；c2、卸載將所述第一載荷卸載至零；c3、在所述白車身一側進行加載在所述白車身一側施加載荷至所述第一載荷，然後將該第一載荷卸載至零；c4、記錄在步驟c3的加載過程中，記錄該組由所述位移測量部件採集的各測試點的位移數據、以及所施加的相應載荷數值；c5、在白車身另一側進行預加載通過所述加載子系統在所述白車身另一側施加載荷至第二載荷，所述第二載荷與所述第一載荷大小相等但方向相反，然後判斷由所述位移測量部件採集的各測試點的位移數據是否呈線形關係如果不呈線性關係，則檢查所述第一模擬懸架和/或所述第二模擬懸架與白車身的連接處是否存在間隙、或者所述連接處的垂直度和/或平行度是否存在偏差、或者檢查全部或一部分的所述位移測量部件的布置位置及其垂直度是否正確，並且在出現以上任一情形時進行相應調整；c6、卸載將步驟c5中施加的所述第二載荷卸載至零；c7、在所述白車身另一側進行加載在所述白車身另一側施加載荷至所述第二載荷，然後將該第二載荷卸載至零；c8、記錄在步驟c7的加載過程中，記錄該組由所述位移測量部件採集的各測試點的位移數據、以及所施加的相應載荷數值；以及c9、重複步驟cl-c8至少一次，然後停止測試，從步驟c4中所得各測試點的位移數據、步驟c8中所得各測試點的位移數據中各選取數據線性度和數據重複精度最佳的一組位移數據，並根據所選取出的位移數據及其相應的載荷數值計算白車身扭轉剛度數據和/ 或繪製白車身扭轉剛度曲線。在上述的汽車白車身扭轉剛度測試方法，優選地，當所述汽車白車身扭轉剛度測試系統中的動力輸出裝置包括電機時，所述步驟c3中施加載荷至所述第一載荷的步驟包括c31、按照第一預設電壓驅動所述電機運轉；c32、獲取施加於白車身上的當前載荷數值；c33、判斷所述當前載荷數值是處於第一區間、還是第二區間或第三區間，所述第一區間範圍是不大於所述第一載荷的10%，所述第二區間範圍是大於所述第一載荷的 10%且不大於所述第一載荷的90%、第三區間範圍是大於所述第一載荷的90%且不大於所述第一載荷，並且採取以下相應處理如果處於所述第一區間，則返回步驟c31 ；如果處於所述第二區間，則採用第二預設電壓驅動所述電機運轉，然後返回步驟 c32，所述第二預設電壓大於所述第一預設電壓；以及如果處於所述第三區間，則採用第三預設電壓驅動所述電機運轉，然後獲取施加於白車身上的當前載荷數值並在其達到所述第一載荷時使所述電機停止運轉，所述第三預設電壓小於所述第一預設電壓。在上述的汽車白車身扭轉剛度測試方法，優選地，當所述汽車白車身扭轉剛度測試系統中的動力輸出裝置包括電機時，所述步驟c7中施加載荷至所述第二載荷的步驟包括c71、按照第一預設電壓驅動所述電機運轉；c72、獲取施加於白車身上的當前載荷數值；c73、判斷所述當前載荷數值是處於第一區間、還是第二區間或第三區間，所述第一區間範圍是不大於所述第二載荷的10%，所述第二區間範圍是大於所述第二載荷的 10%且不大於所述第二載荷的90%、第三區間範圍是大於所述第二載荷的90%且不大於所述第二載荷，並且採取以下相應處理如果處於第一區間，則返回步驟c71 ；如果處於第二區間，則採用第二預設電壓驅動所述電機運轉，然後返回步驟c72， 所述第二預設電壓大於所述第一預設電壓；以及如果處於第三區間，則採用第三預設電壓驅動所述電機運轉，然後獲取施加於白車身上的當前載荷數值並在其達到所述第二載荷時使所述電機停止運轉，所述第三預設電壓小於所述第一預設電壓。在上述的汽車白車身扭轉剛度測試方法，優選地，所述第一載荷的數值範圍是 4080士500N，所述第一載荷和所述第二載荷施加在白車身上的加載速度均不超過lOON/s。本發明的有益效果在於通過採用創新性的改進設計，在本汽車白車身扭轉剛度測試系統中包括了不同於現有技術的新型約束子系統和加載子系統，特別是約束子系統中的前懸臺架及後懸臺架能夠在測試過程中進行自適應調節，從而減少了應力的產生，而且它的通用性極佳，完全適用於不同車型的測試需要，所以不必再設計、製造多餘的夾具。基於以上的測試系統，採用本發明的汽車白車身扭轉剛度測試方法能夠非常容易、快捷地調平汽車白車身並獲得理想的測試數據，它實質性地改進了白車身扭轉剛度的測試方法，使其更符合實際汽車白車身剛度的測試需求，相比其他的現有測試方法，本發明在約束處理、 載荷施加位置和方式、測試數據的採集和判斷等諸多方面都實現了相當顯著的創新性改進。
以下將結合附圖和實施例，對本發明的技術方案作進一步的詳細描述。其中圖1是本發明的汽車白車身扭轉剛度測試系統的一個較佳實施例中約束子系統的前懸臺架的主視圖，在圖中同時示出了其空間直角坐標系；圖2是圖1的較佳實施例中約束子系統的前懸臺架的立體結構示意圖，在圖中同時示出了其空間直角坐標系；圖3是圖2中前懸臺架的第一模擬懸架的立體結構示意圖，在圖中同時示出了其空間直角坐標系；圖4是圖3中包含球鉸的第一模擬懸架的頂端部分結構的主視圖；圖5是圖3中包含球鉸的第一模擬懸架的頂端部分結構的側視圖；圖6是圖1的較佳實施例中約束子系統的後懸臺架的立體結構示意圖，在圖中同時示出了其空間直角坐標系；圖7是圖1的較佳實施例中約束子系統的後懸臺架的主視圖，在圖中同時示出了其空間直角坐標系；圖8是圖7中包含球鉸的第二模擬懸架的頂端部分的剖視示意圖；圖9是將汽車白車身裝設在圖1示出的汽車白車身扭轉剛度測試系統的較佳實施例上的結構示意圖，在圖中也示出了使用兩個第一支撐部件來進行支撐的情形；圖10是將汽車白車身裝設在圖1示出的汽車白車身扭轉剛度測試系統的較佳實施例上並通過加載子系統對白車身的一側施加載荷的結構示意圖；以及圖11是在本發明的汽車白車身扭轉剛度測試方法中對汽車白車身施加載荷至預設載荷的一個較佳實施例的流程示意圖。附圖標記說明1 前懸臺架2 後懸臺架3 白車身4 動力調整裝置5 動力輸出裝置10第一模擬懸架11 球鉸12支撐臺架13 橫梁14基座15 第一支撐部件16鎖定部件21 第二模擬懸架22第二支撐部件23 球鉸
具體實施方式概括而言，在本發明的汽車白車身扭轉剛度測試系統中，它主要包括約束子系統和加載子系統這兩大組成部分，以分別實現針對白車身進行空間位置約束和施加載荷的功能，並且在所附的圖1-8中示例性地圖示出了上述的約束子系統在本發明系統的一個較佳實施例中基本結構組成情況，而在圖10中也示例性地圖示出了加載子系統的整體構成情況，以下將結合這些附圖對於這些部件及其組成進行詳細的說明。請同時參閱圖1至圖5，在上述較佳實施例中，約束子系統包括前懸臺架1和後懸臺架2。如圖1和圖2所示，前懸臺架1進一步包括第一模擬懸架10和支撐臺架12，其中第一模擬懸架10通常被設置為兩個並通過其各自的球鉸11 (圖4和圖幻與白車身3的一端相連接以對其形成支撐作用(圖9和圖10)，而支撐臺架12則是被剛性地裝設在工作檯面(例如，水泥地面、地板面或試驗臺面等)上用來支撐第一模擬懸架10。為了實現本發明如前所述的進行汽車白車身扭轉剛度測試的目的，進一步地將第一模擬懸架10以鉸接方式裝設在支撐臺架12的橫梁13上，並將該橫梁13設置成能在圖示空間直角坐標系下的 ^平面內進行旋轉(即沿著圖中箭頭A-A的旋轉方向)，而且第一模擬懸架10被設置成能夠受控而獨立地在XY或TL平面內旋轉，並且在第一模擬懸架10上設置有用來鎖定該第一模擬懸架10的Y軸和Z軸方向運動而釋放其X軸方向運動的若干個鎖定部件16，請參考圖 1、2和3，在這些圖中示出的空間直角坐標系下，上述的H平面和Z軸方向都是垂直於工作檯面的。通過採用上述創新性的設計，顯然以上的約束子系統具有比較靈活的可調性，並且能夠最大限度地確保實現整車的相應約束要求。需要指出的是，事實上可以通過改變在以上空間直角坐標系下的約束條件，例如採用上述的鎖定部件或者另外設置的其他鎖定部件來鎖定第一模擬懸架10在X軸和Z軸方向運動而釋放其在Y軸方向的運動，則可以利用本發明中的約束子系統來實現進行汽車白車身彎曲剛度測試的系統，在申請人與本申請同一日遞交的、題為「汽車白車身彎曲剛度測試系統及其方法」的申請中已經公開了一種此類測試系統，在此通過引用將其併入本文。 並且在最為優選的情形下，當然可以在同一個測試系統中集成實現汽車白車身扭轉剛度測試和彎曲剛度測試的功能。此外，約束子系統還優選地包括兩個第一支撐部件15，以便在任何需要的時候可以將它們分別設置在橫梁13的兩側，用來對該橫梁13進行支撐，從而穩定地支撐起白車身。另外，支撐臺架12也被優選地設置呈倒三角形，並且通過基座14承載在工作檯面上。關於後懸臺架2的組成情況，請結合參閱圖6至圖8。它包括第二模擬懸架21和第二支撐部件22，其中的第二模擬懸架21通常被設置為兩個並通過各自的球鉸23 (圖8) 與白車身3的另一端進行連接並對其進行支撐，而第二支撐部件22則是被剛性地裝設在上述的工作檯面上以便支撐第二模擬懸架21，同時還能通過第二支撐部件22進行高度調節以適應測試時的高度調整需要。例如，如圖6和圖7所示，第二支撐部件22可以優選地採用絲杆螺母裝置來實現，它能夠在不移動汽車白車身的同時方便、快捷地調節汽車白車身後懸的高度，在汽車白車身已被固定在前懸、後懸的結構後還能對汽車白車身的高度進行微調，所以對汽車白車身的調平有非常好的便利性。同時，在後懸高度調整到位後，通過擰緊未圖示出的固定件(例如，螺栓等)來固定絲杆，使用過程非常方便。在實際測試使用過程中，調整好汽車白車身後懸的位置後，再將第二支撐部件22剛性地裝設在工作檯面上。通過使用上述的絲杆螺母，可以在剛度能滿足測試要求的同時，還能兼顧高度調節的便利。該種解決方案的優點在於其結構簡單、經濟性好，並能非常方便地滿足高度調整的要求。下面將進一步介紹本發明中的加載子系統，它是本汽車白車身扭轉剛度測試系統的重要組成部分之一。在上述的較佳實施例中，加載子系統包括動力輸出裝置5和加載裝置，動力輸出裝置5是被設置用來為加載子系統提供動力，而加載裝置是被設置成與動力輸出裝置5相連接並將其動力作用在支撐臺架12的橫梁13上，以便在白車身3的一側上施加載荷。上述的加載子系統可以配置為兩個，以便在進行白車身扭轉剛度測試時將它們分別放置在車身兩側以更方便地對白車身施加載荷。在一個優選的情形下，上述的動力輸出裝置5包括電機，這樣可以非常方便地通過控制電機進行正向或方向運轉來施加方向相反的載荷。而加載裝置為杆狀物(例如，螺栓等)，該杆狀物的一端與電機的輸出軸相連接，其另一端抵靠在橫梁13的一側且朝向所述工作檯面的表面上。而在另一個優選的情形下，加載子系統還包括動力調整裝置4，並將其設置在動力輸出裝置5和加載裝置之間用來調整動力的大小，這樣的動力調整裝置4 可以採用蝸輪蝸杆裝置來實現，這種實現方式優點在於，其結構設計簡單實用、使用操作靈活、價格經濟，並能達到良好的減速控制效果。以下將基於以上所述的本發明的汽車白車身扭轉剛度測試系統，來說明如何使用其進行汽車白車身扭轉剛度測試的方法。具體而言，請參照圖9和圖10，本發明的汽車白車身扭轉剛度測試方法將包括如下步驟首先，將白車身3布置在如上所述的本發明的汽車白車身扭轉剛度測試系統上， 並且在白車身3上的各測試點處布置位移測量部件(例如，位移傳感器等)。關於各測試點的布置方面的內容可以參考申請人與本申請同一日遞交的、題為「用於汽車白車身靜剛度測試的測點布置系統」的申請，在此通過引用將其所記載的內容全部併入本文。然後，對白車身3進行扭轉剛度測試的約束處理，其包括下列步驟使用第一模擬懸架10來連接並支撐白車身3的一端，隨後通過在第一模擬懸架10上設置的鎖定部件16 來鎖定第一模擬懸架10的Y軸和Z軸方向運動而釋放其X軸方向運動，隨後使用後懸臺架 2連接並約束白車身3的另一端。接下來，使用加載子系統對白車身3施加載荷，並進行測試數據的採集和處理(關於各測試點的測試數據的採集、處理等方面的內容可以參考申請人與本申請同一日遞交的、分別題為「多自由度位移測量裝置及其在白車身靜剛度測試中應用」、「自適應動態位移測量裝置及其在白車身靜剛度測試中應用」和「用於汽車白車身靜剛度測試的數據採集處理系統」的申請，在此通過引用將它們所公開記載的內容都併入本文)，這將具體包括以下的步驟(1)在白車身3的一側進行預加載通過加載子系統在白車身3的一側施加載荷至第一載荷(例如，其大小範圍是4080士500N或者是根據測試需要而採用的任意適宜數值)，然後判斷由位移測量部件採集的測試點的位移數據是否呈線形關係如果不呈線性關係(毫無疑問地是，在此也可以包含由測試人員根據其實際測試經驗而形成關於這種線性關係顯現得不夠明顯的判斷情形)，則檢查第一模擬懸架10和/或第二模擬懸架21與白車身3的連接處是否存在間隙、或者連接處的垂直度和/或平行度是否存在偏差、或者檢查全部或一部分的位移測量部件的布置位置及其垂直度是否正確，並在出現以上任一情形時進行相應調整(在此僅是以列舉的方式羅列出幾種情況，事實上需要進行檢查並加以調整的顯然還包括了由於限於篇幅而未加以更詳細討論的其他諸多可能情形，當出現這些情形時也有必要根據以上原則採取相應措施來儘可能地保證實現上述的位移數據的線形關係)；(2)卸載將第一載荷卸載至零；(3)在上述的白車身3 —側進行加載在該側的白車身3上施加載荷至第一載荷 (例如，可採用不超過lOON/s的加載速度將第一載荷施加在白車身3上)，然後將該第一載荷卸載至零；(4)記錄在步驟(3)的加載過程中，記錄該組由位移測量部件採集的各測試點的位移數據、以及所施加的相應載荷數值；(5)在白車身3的另一側進行預加載通過加載子系統在白車身3的另一側施加載荷至第二載荷，該第二載荷與第一載荷的大小相等但方向相反，然後判斷由位移測量部件採集的測試點的位移數據是否呈線形關係如果不呈線性關係(與前述類似，在此也可以包含由測試人員根據其實際測試經驗而形成關於這種線性關係顯現得不夠明顯的判斷情形)，則檢查第一模擬懸架10和/或第二模擬懸架21與白車身3的連接處是否存在間隙、或者連接處的垂直度和/或平行度是否存在偏差、或者檢查全部或一部分的位移測量部件的布置位置及其垂直度是否正確，並且在出現以上任一情形時進行相應調整(與前述類似，在此僅是以列舉的方式羅列出幾種情況，事實上需要進行檢查並加以調整的顯然還包括了由於限於篇幅而未加以更詳細討論的其他諸多可能情形，當出現這些情形時也有必要根據以上原則採取相應措施來儘可能地保證實現上述的位移數據的線形關係)；
(6)卸載將步驟(5)中施加的第二載荷卸載至零；(7)在上述的白車身3另一側進行加載在該側的白車身3上施加載荷至第二載荷(例如，可採用不超過lOON/s的加載速度將第二載荷施加在白車身3上)，然後將該第二載荷卸載至零；(8)記錄在步驟(7)的加載過程中，記錄該組由位移測量部件採集的各測試點的位移數據、以及所施加的相應載荷數值；以及(9)根據測試需要，重複上述步驟(1)-(8) —次或多次，然後停止測試，從上述的步驟⑷中所得各測試點的位移數據、步驟⑶中所得各測試點的位移數據中各選取數據線性度和數據重複精度最佳的一組位移數據，並根據所選取出的位移數據及其相應的載荷數值計算汽車白車身的扭轉剛度數據和/或繪製其扭轉剛度曲線。此外，在圖11中還示出了在本發明方法中對汽車白車身施加載荷至預設載荷的一個較佳實施例的流程示意圖。該較佳實施例所針對的是當動力輸出裝置5包括電機時，則可以非常方便、精確地通過控制電機的轉速來控制實現上述步驟(3)中對白車身3施加第一載荷(或者，類似地在上述步驟(7)中對白車身3施加第二載荷)的控制過程，如圖11所示，該控制過程具體包括步驟如下首先，在步驟Sll中，按照第一預設電壓驅動電機運轉；接下來，在步驟S12中，獲取施加於白車身3上的當前載荷數值；然後，在步驟S13中判斷所獲取的當前載荷數值是否處於第一區間(其範圍是指不大於第一載荷的10% )、第二區間(其範圍是指大於第一載荷的10%且不大於第一載荷的90%)或第三區間(其範圍是指大於第一載荷的90%且不大於該第一載荷)，並根據判斷結果而進一步採取以下的相應處理如果當前載荷數值處於第一區間，則重新返回步驟Sll ；如果當前載荷數值處於第二區間，則進入步驟S14採用第二預設電壓驅動電機運轉，該第二預設電壓是被設定為大於第一預設電壓的；如果當前載荷數值處於第三區間，則進入步驟S15採用第三預設電壓驅動電機運轉，然後在步驟S16中獲取施加在白車身上的當前載荷數值如判斷該載荷數值達到第一載荷，則進入步驟S17使電機停止運轉；否則，返回步驟S15。上述的第三預設電壓是被設定為小於第一預設電壓的。以上列舉了若干具體實施例來詳細闡明本發明的汽車白車身扭轉剛度測試系統及其方法，這些個例僅供說明本發明的原理及其實施方式之用，而非對本發明的限制，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，本領域的普通技術人員還可以做出各種變形和改進。 例如，可以根據實際測試需要而將第一模擬懸架10和/或第二模擬懸架21靈活地設置為如兩個以上的任何適宜數目；也可以將加載子系統中的動力輸出裝置5設置為兩個以上； 對於上述的第一、第二和第三區間範圍的劃分，其也並不局限於所列出的10%和90%而完全適用其他的數值等等。因此，所有等同的技術方案均應屬於本發明的範疇並為本發明的各項權利要求所限定。
權利要求
1.一種汽車白車身扭轉剛度測試系統，其包括約束子系統和加載子系統，其特徵在於，所述約束子系統包括前懸臺架，其包括通過球鉸連接於白車身一端並對其進行支撐的第一模擬懸架、以及被剛性裝設於工作檯面上用於支撐所述第一模擬懸架的支撐臺架，所述第一模擬懸架鉸接於所述支撐臺架的橫梁上，所述橫梁被設置成能在η平面內旋轉，並且所述第一模擬懸架上設置有用以鎖定其Y軸和Z軸方向運動而釋放X軸方向運動的鎖定部件，所述YZ平面和所述Z軸方向均垂直於所述工作檯面；以及後懸臺架，其包括通過球鉸連接於白車身另一端並對其進行支撐的第二模擬懸架、以及被剛性裝設於所述工作檯面上用於支撐所述第二模擬懸架且能進行高度調節的第二支撐部件；所述加載子系統包括動力輸出裝置，其用於為所述加載子系統提供動力；以及加載裝置，其與所述動力輸出裝置相連接並將所述動力作用於所述支撐臺架的橫梁上以對白車身的一側施加載荷。
2.根據權利要求1所述的汽車白車身扭轉剛度測試系統，其特徵在於，所述動力輸出裝置包括電機。
3.根據權利要求2所述的汽車白車身扭轉剛度測試系統，其特徵在於，所述加載裝置為杆狀物，其一端與所述電機的輸出軸相連接，其另一端抵靠在所述橫梁的一側且朝向所述工作檯面的表面上。
4.根據權利要求1、2或3所述的汽車白車身扭轉剛度測試系統，其特徵在於，所述加載子系統還包括動力調整裝置，其被設置於所述動力輸出裝置和所述加載裝置之間用於調整所述動力的大小。
5.根據權利要求4所述的汽車白車身扭轉剛度測試系統，其特徵在於，所述動力調整裝置是蝸輪蝸杆裝置。
6.根據權利要求1、2或3所述的汽車白車身扭轉剛度測試系統，其特徵在於，所述支撐臺架呈倒三角形。
7.根據權利要求1、2或3所述的汽車白車身扭轉剛度測試系統，其特徵在於，所述第二支撐部件是絲杆螺母裝置。
8.根據權利要求1、2或3所述的汽車白車身扭轉剛度測試系統，其特徵在於，所述約束子系統還包括兩個第一支撐部件，其用於分別設置在所述橫梁的兩側以支撐所述橫梁。
9.一種汽車白車身扭轉剛度測試方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟A、將白車身布置在如權利要求1-8中任一項所述的汽車白車身扭轉剛度測試系統上， 並且在白車身上各測試點處布置位移測量部件；B、對白車身進行扭轉剛度測試的約束處理，其包括如下步驟bl、使用所述汽車白車身扭轉剛度測試系統中的第一模擬懸架連接白車身一端，並通過所述第一模擬懸架的鎖定部件來鎖定所述第一模擬懸架的Y軸和Z軸方向運動而釋放其 X軸方向運動；以及b2、使用所述汽車白車身扭轉剛度測試系統中的後懸臺架連接並約束白車身另一端；C、使用所述汽車白車身扭轉剛度測試系統中的加載子系統對白車身進行加載，並進行測試數據採集和處理，其包括如下步驟c 1、在白車身一側進行預加載通過所述加載子系統在所述白車身一側施加載荷至第一載荷，然後判斷由所述位移測量部件採集的各測試點的位移數據是否呈線形關係如果不呈線性關係，則檢查所述第一模擬懸架和/或所述第二模擬懸架與白車身的連接處是否存在間隙、或者所述連接處的垂直度和/或平行度是否存在偏差、或者檢查全部或一部分的所述位移測量部件的布置位置及其垂直度是否正確，並在出現以上任一情形時進行相應調整；c2、卸載將所述第一載荷卸載至零；c3、在所述白車身一側進行加載在所述白車身一側施加載荷至所述第一載荷，然後將該第一載荷卸載至零；c4、記錄在步驟c3的加載過程中，記錄該組由所述位移測量部件採集的各測試點的位移數據、以及所施加的相應載荷數值；c5、在白車身另一側進行預加載通過所述加載子系統在所述白車身另一側施加載荷至第二載荷，所述第二載荷與所述第一載荷大小相等但方向相反，然後判斷由所述位移測量部件採集的各測試點的位移數據是否呈線形關係如果不呈線性關係，則檢查所述第一模擬懸架和/或所述第二模擬懸架與白車身的連接處是否存在間隙、或者所述連接處的垂直度和/或平行度是否存在偏差、或者檢查全部或一部分的所述位移測量部件的布置位置及其垂直度是否正確，並且在出現以上任一情形時進行相應調整； c6、卸載將步驟c5中施加的所述第二載荷卸載至零；c7、在所述白車身另一側進行加載在所述白車身另一側施加載荷至所述第二載荷，然後將該第二載荷卸載至零；c8、記錄在步驟c7的加載過程中，記錄該組由所述位移測量部件採集的各測試點的位移數據、以及所施加的相應載荷數值；以及c9、重複步驟cl-c8至少一次，然後停止測試，從步驟c4中所得各測試點的位移數據、 步驟c8中所得各測試點的位移數據中各選取數據線性度和數據重複精度最佳的一組位移數據，並根據所選取出的位移數據及其相應的載荷數值計算白車身扭轉剛度數據和/或繪製白車身扭轉剛度曲線。
10.根據權利要求9所述的汽車白車身扭轉剛度測試方法，其特徵在於，當所述汽車白車身扭轉剛度測試系統中的動力輸出裝置包括電機時，所述步驟c3中施加載荷至所述第一載荷的步驟包括c31、按照第一預設電壓驅動所述電機運轉； c32、獲取施加於白車身上的當前載荷數值；c33、判斷所述當前載荷數值是處於第一區間、還是第二區間或第三區間，所述第一區間範圍是不大於所述第一載荷的10%，所述第二區間範圍是大於所述第一載荷的10%且不大於所述第一載荷的90%、第三區間範圍是大於所述第一載荷的90%且不大於所述第一載荷，並且採取以下相應處理如果處於所述第一區間，則返回步驟c31 ；如果處於所述第二區間，則採用第二預設電壓驅動所述電機運轉，然後返回步驟c32， 所述第二預設電壓大於所述第一預設電壓；以及如果處於所述第三區間，則採用第三預設電壓驅動所述電機運轉，然後獲取施加於白車身上的當前載荷數值並在其達到所述第一載荷時使所述電機停止運轉，所述第三預設電壓小於所述第一預設電壓。
11.根據權利要求9所述的汽車白車身扭轉剛度測試方法，其特徵在於，當所述汽車白車身扭轉剛度測試系統中的動力輸出裝置包括電機時，所述步驟c7中施加載荷至所述第二載荷的步驟包括c71、按照第一預設電壓驅動所述電機運轉；c72、獲取施加於白車身上的當前載荷數值；c73、判斷所述當前載荷數值是處於第一區間、還是第二區間或第三區間，所述第一區間範圍是不大於所述第二載荷的10%，所述第二區間範圍是大於所述第二載荷的10%且不大於所述第二載荷的90%、第三區間範圍是大於所述第二載荷的90%且不大於所述第二載荷，並且採取以下相應處理如果處於第一區間，則返回步驟c71 ；如果處於第二區間，則採用第二預設電壓驅動所述電機運轉，然後返回步驟c72，所述第二預設電壓大於所述第一預設電壓；以及如果處於第三區間，則採用第三預設電壓驅動所述電機運轉，然後獲取施加於白車身上的當前載荷數值並在其達到所述第二載荷時使所述電機停止運轉，所述第三預設電壓小於所述第一預設電壓。
12.根據權利要求9-11中任一項所述的汽車白車身扭轉剛度測試方法，其特徵在於， 所述第一載荷的數值範圍是4080 士 500N，將所述第一載荷和所述第二載荷施加在白車身上的加載速度均不超過lOON/s。
全文摘要
本發明公開了一種汽車白車身扭轉剛度測試系統，其包括約束子系統和加載子系統，所述約束子系統包括前懸臺架和後懸臺架，所述加載子系統包括至少兩個動力輸出裝置和加載裝置。通過採用創新性的改進設計，本測試系統能夠在測試過程中進行自適應調節，從而減少了應力的產生，並且通用性極佳而完全適用於不同車型的測試需要。本發明還公開了一種使用上述測試系統來進行汽車白車身扭轉剛度測試的方法，採用其能非常容易、快捷地調平汽車白車身並獲得理想的測試數據，它實質性地改進了白車身扭轉剛度的測試方法，相比其他的現有測試方法，本發明在約束處理、載荷施加位置和方式、測試數據的採集和判斷等諸多方面都實現了相當顯著的創新性改進。
文檔編號G01M17/007GK102455251SQ201010517239
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月22日 優先權日2010年10月22日
發明者於瑞賀, 葉永亮, 姚烈, 孫成智, 張琦, 梅愛群, 王光耀, 羊軍, 高麗萍, 龔紅兵 申請人:上海汽車集團股份有限公司