一種白車身扭轉疲勞試驗系統的製作方法

2023-04-27 19:23:56

本實用新型涉及車輛技術領域，更具體地說，涉及一種白車身扭轉疲勞試驗系統。

背景技術：

隨著國內商用車自主開發水平的日益增長，以及對重卡車身疲勞耐久性的日漸關注，卡車企業在開發一款車身後，往往需要對白車身進行疲勞耐久的臺架試驗，為白車身的性能提升提供數據支持。但目前國內沒有針對重型卡車的白車身疲勞試驗方法的相關標準、規範，因而需要一種高效可行的試驗方法。

現有技術中，白車身耐久疲勞試驗主要通過整車搭載的方式，在試驗場環路上進行試驗，試驗周期長、費用高，且效率低。

綜上所述，如何有效地解決無法快速有效對非承載式白車身進行扭轉疲勞試驗等問題，是目前本領域技術人員急需解決的問題。

技術實現要素：

有鑑於此，本實用新型的目的在於提供一種白車身扭轉疲勞試驗系統，該白車身扭轉疲勞試驗系統的結構設計可以有效地解決無法快速有效對非承載式白車身進行扭轉疲勞試驗的問題。

為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種白車身扭轉疲勞試驗系統，包括用於對白車身施加扭矩的扭轉裝置；還包括用於設置在所述白車身下方的振動平臺和用於驅動所述振動平臺振動的振動驅動裝置。

優選地，上述白車身扭轉疲勞試驗系統中，包括至少四個所述振動驅動裝置，分別對應所述白車身的前後左右設置。

優選地，上述白車身扭轉疲勞試驗系統中，所述振動驅動裝置包括伺服油缸。

優選地，上述白車身扭轉疲勞試驗系統中，所述扭轉裝置可拆卸的固定連接於所述振動平臺上方。

優選地，上述白車身扭轉疲勞試驗系統中，所述扭轉裝置包括用於與所述白車身的第一端固定連接的支承件和作用於所述白車身的第二端以驅動所述白車身發生扭轉的扭轉驅動裝置。

優選地，上述白車身扭轉疲勞試驗系統中，包括至少兩個所述扭轉驅動裝置，且分別用於與所述第二端的兩側固定連接。

優選地，上述白車身扭轉疲勞試驗系統中，兩個所述扭轉驅動裝置分別用於與所述白車身的懸架支座連接。

優選地，上述白車身扭轉疲勞試驗系統中，兩個所述扭轉驅動裝置分別用於與所述白車身的兩個後懸支座固定連接，所述支承件分別與所述白車身的兩個前懸支座固定連接。

優選地，上述白車身扭轉疲勞試驗系統中，所述扭轉驅動裝置包括伺服油缸。

優選地，上述白車身扭轉疲勞試驗系統中，還包括用於控制所述扭轉驅動裝置和所述振動驅動裝置的加載參數的控制器。

本實用新型提供的白車身扭轉疲勞試驗系統包括扭轉裝置、振動平臺和振動驅動裝置。其中，扭轉裝置用於對白車身施加扭矩，振動平臺設置於白車身的下方，振動驅動裝置用於驅動振動平臺振動，進而振動平臺將振動傳遞至白車身。

應用本實用新型提供的白車身扭轉疲勞試驗系統時，通過扭轉裝置對白車身施加扭矩，即可模擬扭轉工況，以對承載式白車身進行扭轉疲勞試驗。同時，對於非承載式車身，由於其行駛過程中，車架傳遞給車身振動，因而可以通過振動驅動裝置驅動振動平臺，進而對白車身進行振動激勵，結合扭轉裝置的扭轉激勵，將振動工況與扭轉工況結合，真實模擬了白車身在行駛過程中的振動與扭轉的綜合工況。因而本實用新型提供的白車身扭轉疲勞試驗系統，不僅可以適用於承載式車身，尤其適用於非承載式車身，有效解決了非承載式車身扭轉疲勞試驗困難的問題。

在一種優選的實施方式中，本實用新型提供的白車身扭轉疲勞試驗系統，包括至少兩個扭轉驅動裝置，且分別與白車身第二端的兩側固定連接。也就是通過兩個扭轉驅動裝置直接作用於白車身以施加扭矩，因而可以根據需要分別設置兩個扭轉驅動裝置的加載作用力，如加載不同幅值等，進而更能夠真實模擬行駛工況。

在另一種優選的實施方式中，兩個扭轉驅動裝置分別與白車身的兩個後懸支座固定連接，支承件分別與白車身的兩個前懸支座固定連接。也就是白車身的約束及加載位置是分別位於車身的最前和最後端的，進而可以充分有效驗證白車身的整體扭轉疲勞性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型提供的白車身扭轉疲勞試驗系統一種具體實施方式的結構示意圖。

附圖中標記如下：

振動平臺1，振動驅動裝置2，支承件3，扭轉驅動裝置4，白車身5，後懸支座6。

具體實施方式

本實用新型實施例公開了一種白車身扭轉疲勞試驗系統，以快速有效地對非承載式白車身進行扭轉疲勞試驗。

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

請參閱圖1，圖1為本實用新型提供的白車身扭轉疲勞試驗系統一種具體實施方式的結構示意圖。

在一種具體實施方式中，本實用新型提供的白車身扭轉疲勞試驗系統包括扭轉裝置、振動平臺1和振動驅動裝置2。

其中，扭轉裝置用於對白車身5施加扭矩。振動平臺1設置於白車身5的下方，根據扭轉裝置的結構，當扭轉裝置設置於白車身5下方時，則振動平臺1可以設置於扭轉裝置的下方。當然，根據扭轉裝置具體結構，其與振動平臺1的位置關係可以適應性調整。振動驅動裝置2用於驅動振動平臺1振動，進而振動平臺1將振動傳遞至白車身5。振動平臺1一般呈板狀但並不局限於板狀。為了更好的對白車身5支撐，振動平臺1一般大於白車身5，當然其具體尺寸可根據實際情況進行設置，此處不作具體限定。振動驅動裝置2用於驅動振動平臺1振動，進而可以模擬振動工況，如非承載式車輛行駛過程中車架與車身傳遞的振動等。振動一般為豎直方向，即Z向的振動。即振動平臺1一般呈水平，振動驅動裝置2一般垂直設置于振動平臺1下方，驅動振動平臺1振動。振動驅動裝置2具體可以採用液壓缸，優選採用伺服油缸，以方便地控制振動頻率。當然，振動驅動裝置2也可以採用其他常規的驅動設備。

應用本實用新型提供的白車身扭轉疲勞試驗系統時，通過扭轉裝置對白車身5施加扭矩，即可模擬扭轉工況，以對承載式白車身5進行扭轉疲勞試驗。同時，對於非承載式車身，如平頭卡車白車身5，由於其行駛過程中，車架傳遞給車身振動，因而可以通過振動驅動裝置2驅動振動平臺1，進而對白車身5進行振動激勵，結合扭轉裝置的扭轉激勵，將振動工況與扭轉工況結合，真實模擬了白車身5在行駛過程中的振動與扭轉的綜合工況。因而本實用新型提供的白車身扭轉疲勞試驗系統，不僅可以適用於承載式車身，尤其適用於非承載式車身，有效解決了非承載式車身扭轉疲勞試驗困難的問題。

具體的，可以包括至少四個振動驅動裝置2，分別對應白車身5的前後左右設置。也就是振動驅動裝置2至少從白車身5的前後左右四個位置處加載振動，進而使得振動平臺1的振動更能夠與車架的振動吻合，提高試驗結果的準確性。一般的，振動平臺1可以為矩形平臺，則可以在振動平臺1的四角處設置振動驅動裝置2。且在試驗開始前，一般將振動平臺1調整至水平狀態。當然，也可以通過在振動平臺1的中部設置一個振動驅動裝置2以驅動其振動，為便於對振動平臺1的支撐，可以設置伸縮杆，進而支撐振動平臺1的同時，不影響其振動。具體也可以設置兩個或多個振動驅動裝置2共同作用。

為了便於對振動頻率、振幅等的控制，振動驅動裝置2包括伺服油缸。在白車身5的前後左右四個位置處分別設置有振動驅動裝置2時，可以設置其均為伺服油缸，也就是伺服油缸從白車身5的四角處對白車身5進行振動加載。通過上述設置，可以根據需要有選擇的設置各個伺服油缸的加載參數，從而達到不同工況的模擬，以更加貼近實際工況，獲得有效的試驗結果。

進一步地，扭轉裝置可以與振動平臺1可拆卸的固定連接。如扭轉裝置設置於白車身5下方時，可以將振動平臺1連接於扭轉裝置的下方。扭轉裝置與振動平臺1可拆卸的固定連接，進而便於調整扭轉裝置的位置，以適用於不同白車身5的加載。具體二者的連接方式可以不作限定，採用現有技術中常規的可拆卸連接方式即可。當然，根據需要扭轉裝置也可以與振動平臺1固定連接。

在上述各實施例的基礎上，扭轉裝置可以包括用於與白車身5的第一端固定連接的支承件3和作用於白車身5的第二端以驅動白車身5發生扭轉的扭轉驅動裝置4。也就是通過將白車身5的第一端固定約束，第二端進行加載以使白車身5發生扭轉。上述扭轉裝置結構簡單可靠，能夠方便的對白車身5進行加載，且便於驅動。當然，根據需要也可以同時對白車身5的兩端加載扭矩以使其扭轉。或者也可以不設置支承件3，直接將白車身5的第一端與振動平臺1固定連接。具體支承件3為能夠支撐和連接白車身5的結構即可，對其具體形式可以不作限定。一般的，支承件3的上端用於與白車身5連接，下端與振動平臺1連接。根據需要，支承件3也可以為液壓缸等驅動裝置。

進一步地，可以包括至少兩個扭轉驅動裝置4，且分別與第二端的兩側固定連接，一般為可拆卸的固定連接。也就是若第一端為白車身5的前端，第二端為白車身5的後端，則扭轉驅動裝置4設置於後端的左右兩側，通過扭轉驅動裝置4作用以使白車身5發生扭轉。如驅動裝置為伺服油缸時，可以將其設置於白車身5的下方，通過控制兩側的伺服油缸的上下運動，對白車身5進行扭轉加載。一般設置兩個扭轉驅動裝置4即可，分別位於白車身5第二端的兩側。為保證特殊情況下加載的可靠性，也可以在每側各設置兩個或多個扭轉驅動裝置4。當然，根據需要，第一端也可以為白車身5的後端，第二端為白車身5的前端，則扭轉驅動裝置4設置於前端的左右兩側。

根據需要也可以設置槓桿結構，槓桿的一端與白車身5第二端的一側連接，槓桿的另一端與白車身5第二端的另一側連接，扭轉驅動裝置4，如液壓缸可以作用於槓桿的一端，則在驅動裝置的推動作用下，槓桿轉動，帶動與槓桿兩端連接的白車身5扭轉。也可以通過電機等帶動槓桿繞支點轉動，以使槓桿的兩端作用於白車身5使其扭轉。但上述結構通過單獨的扭轉驅動裝置4驅動，白車身5兩側的加載頻率及幅值相同。而通過兩個扭轉驅動裝置4分別作用於第二端的兩側的加載方式，不僅可以加載相同頻率、相同幅值的激勵，而且可以單獨控制各個扭轉驅動裝置4的加載頻率和幅值，進而加載不同頻率、不同幅值的激勵，或加載根據路譜轉化的激勵，因而能夠更加貼合實際工況。

更進一步地，兩個扭轉驅動裝置4可以分別用於與白車身5的懸架支座連接。如兩個扭轉驅動裝置4分別與白車身5的兩個後懸支座6固定連接，支承件3分別與白車身5的兩個前懸支座固定連接。或者兩個扭轉驅動裝置4分別與白車身5的兩個前懸支座固定連接，支承件3分別與白車身5的兩個後懸支座6固定連接。也就是白車身5的約束及加載位置是分別位於車身的最前和最後端的，進而可以充分有效驗證白車身5的整體扭轉疲勞性能。扭轉驅動裝置4與白車身5間具體也可以通過支承件3連接，具體支承件3的結構可以不作限定，只需使其能夠連接扭轉驅動裝置4與白車身5，並對白車身5起到支撐作用即可。通過支承件3的設置，便於了白車身5的安裝，從而試驗過程操作更為簡便。當然，也可以直接將白車身5與扭轉驅動裝置4連接，但連接較為不便。

為了便於對不同工況的加載，可以進一步設置控制器，用於控制扭轉驅動裝置4和振動驅動裝置2的加載參數，扭轉驅動裝置4和振動驅動裝置2均與控制器電性連接。通過控制器預先輸入各次加載的加載參數，可以實現扭轉試驗的自動進行，提高試驗的自動化程度。當然，也可以通過手動設置各次試驗中各扭轉驅動裝置4和振動驅動裝置2分別各自的參數。

以一種具體的實施方式為例說明白車身扭轉疲勞試驗系統的試驗過程：進行試驗時，首先將振動平臺1固定於四個振動驅動裝置2(如液壓油缸)上，四個振動驅動裝置2均布于振動平臺1的四個角上，並將振動平臺1調至水平狀態。將懸架支座按實際設計狀態安裝於白車身5上。兩前懸支座(圖中未示)通過支承件3固定于振動平臺1上；兩後懸支座6通過支承件3分別安裝于振動平臺1的左、右扭轉驅動裝置4(如液壓缸)上，並將白車身5調至水平狀態。

安裝完成後即可進行各工況的模擬。其中，振動工況：通過控制四個振動驅動裝置2，使振動平臺1沿Z向(即垂直方向)振動，振動頻率和振動幅度提前預設；扭轉工況：通過控制兩個扭轉驅動裝置4的上下交替運動，對白車身5進行扭矩加載，加載扭矩和加載頻率提前預設，並且為充分驗證白車身5的扭轉疲勞性能，應設定多個不同的加載扭矩和加載頻率。加載扭矩通過加載力幅值的來實現，加載力的幅值可根據設定的加載扭矩M及兩個後懸置之間的距離L計算求得，F＝M/L。同時，可預設各個不同的加載扭矩和加載頻率下的扭轉循環次數，以進行不同工況的循環試驗。

將白車身5固定于振動平臺1上，並根據各工況加載要求設置油缸系統控制參數，而後啟動油缸，調試控制參數使實際加載與目標加載要求相一致。每5000次循環檢查白車身5狀態，是否有裂紋、開焊等情況出現並作相應記錄。試驗終止的原則為：完成試驗加載要求的各加載工況，累計循環次數達到預設的總的累積循環次數；或由於試驗對象發生較嚴重破壞和大變形致使加載力幅值無法達到要求或無法保持穩定狀態。上述其他實施例的試驗過程參考上述過程，此處不再贅述。

本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。