一種商用車蓄電池支架總成多軸加載試驗臺架及耐久試驗方法與流程
2024-01-31 13:22:15
本發明屬於汽車產品性能測試技術領域,尤其涉及一種商用車蓄電池支架總成多軸加載試驗臺架及耐久試驗方法。
背景技術：
蓄電池是汽車上非常重要的零部件之一，它在汽車上與發電機並聯，並向用電設備供電，蓄電池應被牢固地固定在汽車縱梁上，避免在汽車啟動、行駛過程中出現蓄電池支架鬆動、開脫等情況。
蓄電池支架總成承載著蓄電池質量，一旦發生斷裂將會直接導致蓄電池的脫落，尤其對於行駛路面狀況較差的工程用車來說，路面衝擊大，蓄電池支架總成的工作環境更加惡劣，因此在產品開發過程中對蓄電池支架總成進行耐久性能考核，使其滿足整車的使用要求十分必要。
迄今為止，國內汽車行業針對蓄電池支架總成耐久試驗考核方法，主要是在整車道路試驗及試驗場試驗過程中進行監測，費時費力，而且重複性差，影響產品開發進程；臺架試驗方法能夠在很大程度上克服實車道路試驗方法的缺陷，但目前尚沒有用於測試蓄電池支架總成耐久性能的試驗臺架。因此，希望有一種技術方案能夠提供一種測試蓄電池支架總成耐久性能的試驗臺架及試驗方法。
技術實現要素：
為了克服現有技術中存在的缺點，本發明的目的在於提供一種商用車蓄電池支架總成多軸加載試驗臺架及耐久試驗方法用於測試蓄電池支架總成的耐久性能。
本發明通過如下技術方案實現：
一種商用車蓄電池支架總成多軸加載試驗臺架，包括加載裝置、模擬車架7及連接夾具8；所述連接夾具8與模擬車架7固定連接，所述模擬車架及連接夾具將所述加載裝置及蓄電池支架總成連接構成多軸加載系統；
其中，加載裝置包括第一加載裝置及第二加載裝置；
所述第一加載裝置包括固定在鐵地板上的縱向作動器支座1、固定在所述支座上的縱向作動器11、變向三角架12及縱向加載導杆13；縱向作動器11的固定端與縱向作動器支座1的底部鉸接，縱向加載導杆13與模擬車架7的縱向端面連接，變向三角架12的兩個自由端分別與縱向作動器活塞杆端18及縱向加載導杆導向端14鉸接；
所述第二加載裝置包括固定在鐵地板上的垂向作動器底座41、垂向作動器4、垂向作動器活塞杆端43及垂向作動器固定支撐45；其中，垂向作動器4通過垂向作動器固定端萬向節軸承42與垂向作動器底座41連接，垂向作動器活塞杆端43通過垂向作動器活塞杆端萬向節軸承44與連接夾具8連接；
所述的第一加載裝置的個數為3個，分別設置在模擬車架7水平縱向加載端面、水平前側向加載端面及水平後側向加載端面；所述的第二加載裝置的個數為3個，分別設置在模擬車架7水平縱向加載端面下方、後側向加載端面下方及後側向加載端面對稱位置，通過六個加載裝置的協調運動，能夠在試驗室內再現蓄電池支架總成空間六自由度的振動狀態。
進一步地，所述縱向加載導杆13通過縱向加載導杆壓力端萬向節軸承16及連接夾具8與模擬車架7連接。
進一步地，所述變向三角架12通過變向三角架支撐端17與縱向作動器支座1的上端固定連接。
進一步地，所述第一加載裝置還包括輔助支撐杆19，用於支撐縱向加載導杆13。
進一步地，所述的第二加載裝置還包括支撐銷軸46，將支撐銷軸46插入垂向作動器垂向固定支撐45的圓孔內，用於保證垂向作動器處於直立狀態，並在所述試驗臺架搭建完成後拔出支撐銷軸46。
進一步地，所述的模擬車架7由槽鋼焊接而成，中間由工字鋼焊接2根模擬車架支撐梁71，拐角處焊接模擬車架支撐板72，提高拐角處支撐強度。
應用上述多軸加載耐久試驗臺架，建立蓄電池支架耐久試驗方法,具體步驟如下：
步驟s1：採集蓄電池支架總成及所述總成與車架連接位置附近車架上的振動加速度信號；
步驟s2：確定蓄電池支架總成多軸加載臺架試驗模擬迭代控制通道；
步驟s3：通過臺架模擬迭代獲取臺架驅動信號進行耐久試驗。
步驟s1包括：
步驟s11：結合所述多軸加載試驗臺架模擬車架與加載裝置連接位置，以模擬車架側向中心軸為蓄電池支架總成連接中心，同時以蓄電池支架總成連接中心為基準，在蓄電池支架總成底板邊緣及所述總成與實車車架連接位置附近車架上布置7處三向加速度傳感器；布置位置分別對應模擬車架水平縱向加載端面兩側拐角位置、前側向加載端面及其對稱面位置、後側向加載端面及其對稱面位置及蓄電池支架總成底板懸空端邊緣位置；
步驟s12：將所述傳感器與數據採集系統連接；
步驟s13：將車輛駛入試驗場強化路；
步驟s14：利用所述數據採集系統在實車工況下採集s11中所述車架上及蓄電池支架總成上加速度傳感器布置位置的振動加速度信號；
步驟s15：保存所述測試點的振動加速度信號；
步驟s2包括：
步驟s21：對s1中採集到的所述測點振動加速度信號進行基本數據處理；其中，基本數據處理包括通道提取、去除毛刺、去除趨勢項、濾波及路面信號分段；
步驟s22：利用本發明所述蓄電池支架總成多軸加載耐久試驗臺架，在模擬車架及蓄電池支架總成上安裝和s11步驟中相同的加速度傳感器；
步驟s23：分別選取模擬車架水平縱向加載端面左側拐角位置加速度傳感器縱向及垂向數據通道(x軸、z軸方向)、模擬車架後側向加載端面位置加速度傳感器側向數據通道(y軸方向)及後側向加載端面對稱面位置加速度傳感器垂向數據通道(z軸方向)、蓄電池支架總成底板懸空端邊緣加速度傳感器x、y、z三個方向的數據通道共7個通道作為模擬迭代控制通道。
步驟s3包括：
步驟s31：利用本發明所述蓄電池支架多軸加載耐久試驗臺架，在rfc遠程控制軟體setup模塊中建立遠程控制站臺，並完成系統參數設置；
步驟s32：在rfc遠程控制軟體tfmeasure模塊中設置白噪聲信號的幅值、功率譜曲線參數生成白噪聲信號，並利用白噪聲信號驅動臺架，同時通過s22中所布置的加速度傳感器獲取臺架響應信號，進而求取所述蓄電池支架多軸加載試驗系統傳遞函數；
步驟s33：通過rfc軟體求取s32中獲得的所述系統傳遞函數的逆函數，並在rfc軟體iteration模塊中通過模擬迭代方法獲取臺架驅動信號，直到模擬迭代誤差要求小於20％結束。
本發明所述的蓄電池支架總成多軸加載試驗臺架及耐久試驗方法，能夠在試驗室內真實再現蓄電池支架總成實車工況下空間六自由度的振動狀態及受力狀態，進而實現對蓄電池支架總成的耐久性能考核及試驗認證。
1.本發明所述商用車蓄電池支架總成多軸加載試驗臺架，通過模擬車架將6個加載裝置連接，成功實現了商用車蓄電池支架總成多軸加載功能，並能夠通過6個加載裝置的協調運動再現商用車蓄電池支架總成的實際振動狀態。
2.本發明所述商用車蓄電池支架總成多軸加載耐久試驗方法，具備驅動信號穩定、可控，重複性好，不受人員、氣候和環境等因素的影響，試驗結果可比性強等優點，並且能夠在試驗室內真實再現蓄電池支架總成實車工況下的振動狀態及受力狀態，進而實現對蓄電池支架總成的耐久性能考核及試驗認證。
3.本發明所述的商用車蓄電池支架總成多軸加載耐久試驗方法，能夠快速有效的驗證蓄電池支架總成在產品開發階段的耐久性，早期暴漏蓄電池支架總成在產品設計、製造、工藝、材料、裝配的等方面存在的問題，縮短產品開發周期，加速產品開發進程，有效的解決了整車道路試驗及試驗場試驗費時費力，而且重複性差的缺陷。
附圖說明
圖1為本發明實施例多軸加載試驗臺架的結構示意圖；
圖2為本發明實施例的蓄電池支架總成數據採集傳感器測點位置示意圖；
圖3為本發明實施例的蓄電池支架總成多軸加載試驗臺架傳感器布置位置示意圖；
圖中：1、縱向作動器支座；11、縱向作動器；12、變向三角架；13、縱向加載導杆；14、縱向加載導杆導向端；15、縱向加載導杆壓力端；16、縱向加載導杆壓力端萬向節軸承；17、變向三角架支撐端；18、縱向作動器活塞杆端；19、輔助支撐杆；2、第一側向作動器支座；3、第二側向作動器支座；4、垂向作動器；41、垂向作動器底座；42、垂向作動器固定端萬向節軸承；43、垂向作動器活塞杆端；44、垂向作動器活塞杆端萬向節軸承；45、垂向作動器垂向固定支撐；46、支撐銷軸；5、第二加載裝置ⅱ；7、模擬車架；71、模擬車架支撐梁；72、模擬車架支撐板；8、連接夾具；9、蓄電池支架總成。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明所述的蓄電池支架總成多軸加載試驗臺架進行詳細的描述，以使本領域技術人員能夠更加清楚的理解本發明的技術方案，但並不因此限制本發明的保護範圍。
實施例1
如圖1所示，本發明提供了一種商用車蓄電池支架總成多軸加載試驗臺架，包括加載裝置、模擬車架7及連接夾具8；所述連接夾具8與模擬車架7固定連接，所述模擬車架及連接夾具將所述加載裝置及蓄電池支架總成連接構成多軸加載系統；其中，加載裝置包括第一加載裝置及第二加載裝置；
所述第一加載裝置包括固定在鐵地板上的縱向作動器支座1、固定在所述支座上的縱向作動器11、變向三角架12及縱向加載導杆13；縱向作動器11的固定端與縱向作動器支座1的底部鉸接，縱向加載導杆13與模擬車架7的縱向端面連接，變向三角架12的兩個自由端分別與縱向作動器活塞杆端18及縱向加載導杆導向端14鉸接；
所述第二加載裝置包括固定在鐵地板上的垂向作動器底座41、垂向作動器4、垂向作動器活塞杆端43及垂向作動器固定支撐45；其中，垂向作動器4通過垂向作動器固定端萬向節軸承42與垂向作動器底座41連接，垂向作動器活塞杆端43通過垂向作動器活塞杆端萬向節軸承44與連接夾具8連接；
所述的第一加載裝置的個數為3個，分別設置在模擬車架7水平縱向加載端面、水平前側向加載端面及水平後側向加載端面；所述的第二加載裝置的個數為3個，分別設置在模擬車架7水平縱向加載端面下方、後側向加載端面下方及後側向加載端面對稱位置，通過六個加載裝置的協調運動，能夠在試驗室內再現蓄電池支架總成空間六自由度的振動狀態。
進一步地，所述縱向加載導杆13通過縱向加載導杆壓力端萬向節軸承16及連接夾具8與模擬車架7連接。
進一步地，所述變向三角架12通過變向三角架支撐端17與縱向作動器支座1的上端固定連接。
進一步地，所述第一加載裝置還包括輔助支撐杆19，用於支撐縱向加載導杆13。
進一步地，所述的第二加載裝置還包括支撐銷軸46，將支撐銷軸46插入垂向作動器垂向固定支撐45的圓孔內，用於保證垂向作動器處於直立狀態，並在所述試驗臺架搭建完成後拔出支撐銷軸46。
進一步地，所述的模擬車架7由槽鋼焊接而成，中間由工字鋼焊接2根模擬車架支撐梁71，拐角處焊接模擬車架支撐板72，提高拐角處支撐強度。
應用上述多軸加載耐久試驗臺架，建立蓄電池支架耐久試驗方法,具體步驟如下：
步驟s1：採集蓄電池支架總成及所述總成與車架連接位置附近車架上的振動加速度信號；
步驟s11：如圖2所示，結合所述多軸加載試驗臺架模擬車架與加載裝置連接位置，以模擬車架側向中心軸為蓄電池支架總成連接中心，同時以蓄電池支架總成連接中心為基準，在蓄電池支架總成底板邊緣及所述總成與實車車架連接位置附近車架上布置7處三向加速度傳感器；布置位置分別對應模擬車架水平縱向加載端面兩側拐角位置、前側向加載端面及其對稱面位置、後側向加載端面及其對稱面位置及蓄電池支架總成底板懸空端邊緣位置；
步驟s12：將所述傳感器與數據採集系統連接；
步驟s13：將車輛駛入試驗場強化路；
步驟s14：利用所述數據採集系統在實車工況下採集s11中所述車架上及蓄電池支架總成上加速度傳感器布置位置的振動加速度信號；
步驟s15：保存所述測試點的振動加速度信號；
步驟s2：確定蓄電池支架總成多軸加載臺架試驗模擬迭代控制通道；
步驟s21：對s1中採集到的所述測點振動加速度信號進行基本數據處理；其中，基本數據處理包括通道提取、去除毛刺、去除趨勢項、濾波及路面信號分段；
步驟s22：如圖3所示，利用本發明所述蓄電池支架總成多軸加載耐久試驗臺架，在模擬車架及蓄電池支架總成上安裝和s11步驟中相同的加速度傳感器；
步驟s23：分別選取模擬車架水平縱向加載端面左側拐角位置測點1加速度傳感器縱向及垂向數據通道(x軸、z軸方向)、模擬車架後側向加載端面位置測點5加速度傳感器側向數據通道(y軸方向)及後側向加載端面對稱面位置測點6加速度傳感器垂向數據通道(z軸方向)、蓄電池支架總成底板懸空端邊緣位置測點7加速度傳感器x、y、z三個方向的數據通道共7個通道作為模擬迭代控制通道。
步驟s3：通過臺架模擬迭代獲取臺架驅動信號進行耐久試驗。
步驟s31：利用本發明所述蓄電池支架多軸加載耐久試驗臺架，在rfc遠程控制軟體setup模塊中建立遠程控制站臺，並完成系統參數設置；
步驟s32：在rfc遠程控制軟體tfmeasure模塊中設置白噪聲信號的幅值、功率譜曲線參數生成白噪聲信號，並利用白噪聲信號驅動臺架，同時通過s22中所布置的加速度傳感器獲取臺架響應信號，進而求取所述蓄電池支架多軸加載試驗系統傳遞函數；
步驟s33：通過rfc軟體求取s32中獲得的所述系統傳遞函數的逆函數，並在rfc軟體iteration模塊中通過模擬迭代方法獲取臺架驅動信號，直到模擬迭代誤差要求小於20％結束。
作為優選的，本發明所示耐久試驗方法，採用實車工況下蓄電池支架總成的振動信號作為目標，通過模擬迭代獲得臺架驅動信號，能夠在試驗室內真實再現蓄電池支架總成實車工況下空間六自由度的振動狀態及受力狀態。
以上僅是對本發明的優選實施方式進行了描述，並不將本發明的技術方案限制於此，只要採用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用於其它場合的，均在本發明的保護範圍之內。