一種后軸扭轉疲勞單邊隨機譜加載試驗工裝及其試驗方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及疲勞試驗技術領域，尤其是涉及一種后軸扭轉疲勞單邊隨機譜加載試驗工裝及其試驗方法。
【背景技術】
[0002]汽車后軸作為一種結構簡單，低成本的半獨立懸架，已被廣泛用于小型和緊湊型轎車上。后軸通過襯套鉸鏈與支架連接，減振器作為緩沖元件，彈簧作為彈性元件，將后軸與車身連接起來，同時達到減震和支撐車身的作用。后軸焊接總成的扭轉疲勞壽命指標是驗證后軸總成最主要的項目之一，其良好的扭轉疲勞性能不僅是汽車操作穩(wěn)定性、平順性的基礎，也能滿足乘客對汽車駕駛舒適性的要求。因此，汽車后軸焊接總成扭轉疲勞試驗是十分必要和重要的。
[0003]目前乘用車后軸焊接總成臺架扭轉疲勞試驗主要包括單一后軸雙邊等幅異向扭轉加載試驗、懸架垂向系統(tǒng)試驗、整車四通道臺架試驗和整車二十四通道臺架試驗等。對于后軸焊接總成扭轉疲勞試驗，后三種隨機譜加載臺架試驗更加接近實際受力情況，與路試考核相關聯(lián)。而針對后軸總成除彈簧托盤和減振器支架外的部位進行扭轉疲勞試驗，以上三種試驗方法試驗工裝較繁瑣、準備時間較長、試驗成本較高，不利于后軸總成除彈簧托盤和減振器支架外的快速考核驗證；然而，對后軸總成除彈簧托盤和減振器支架外的快速考核的雙邊等幅異向扭轉加載試驗雖然是最快速、最簡單、最直接、成本也最低的考核方法，但其無法反映零件在實際路試中的受載情況，也就無法體現(xiàn)零件在不同載荷下的疲勞特性。

【發(fā)明內容】

[0004]針對現(xiàn)有技術不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種后軸扭轉疲勞單邊隨機譜加載試驗工裝及其試驗方法，以達到試驗操作簡便的目的。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案為:
[0006]一種后軸扭轉疲勞單邊隨機譜加載試驗工裝，包括組合支架和液壓缸，所述組合支架上設有用于和后軸焊接總成兩端橡膠鉸鏈相連的鉸鏈夾板，所述液壓缸與后軸焊接總成一端安裝輪轂軸處之間、組合支架與后軸焊接總成另一端安裝輪轂軸處之間均通過活節(jié)螺栓相連。
[0007]所述組合支架包括組合支架I和組合支架II，所述組合支架I和組合支架II分別位于后軸焊接總成兩側。
[0008]所述組合支架為框架結構。
[0009]還包括用于粘貼在后軸焊接總成上的應變傳感器。
[0010]所述活節(jié)螺栓一端固定在組合支架上，活節(jié)螺栓另一端與后軸焊接總成相鉸接。
[0011]所述活節(jié)螺栓一端固定在液壓缸的活塞桿上，活節(jié)螺栓另一端與后軸焊接總成相鉸接。
[0012]一種利用所述后軸扭轉疲勞單邊隨機譜加載試驗工裝的試驗方法，包括以下步驟:
[0013]I)將后軸焊接總成的兩個橡膠鉸鏈通過鉸鏈夾板固定在組合支架上；
[0014]2)再將后軸焊接總成兩端安裝輪轂軸處分別用活節(jié)螺栓與組合支架以及液壓缸相連；
[0015]3)在后軸焊接總成中間位置處粘貼應變傳感器；
[0016]4)液壓缸對后軸焊接總成一端加載，應變傳感器將扭轉應變信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集設備進行迭代處理。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點:
[0018]工裝結構簡單，操作簡便，準備時間短，迭代易收斂，能夠很好的重現(xiàn)路試扭轉工況，真正體現(xiàn)出后軸的疲勞特性，試驗考核精度較高，為零部件開發(fā)和經量化驗證提供了很好的試驗手段。
【附圖說明】
[0019]下面對本說明書各幅附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明:
[0020]圖1為本發(fā)明試驗工裝示意圖。
[0021]圖中:1.液壓缸、2.活節(jié)螺栓、3.組合支架1、4.后軸焊接總成、5.組合支架I1、6.鉸鏈夾板。
【具體實施方式】
[0022]下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0023]如圖1所示，該后軸扭轉疲勞單邊隨機譜加載試驗工裝，包括組合支架和液壓缸I以及兩個活節(jié)螺栓2，其中，組合支架為框架結構，結構強度大。
[0024]組合支架包括組合支架I 3和組合支架II 5，組合支架I 3和組合支架II 5分別位于后軸焊接總成4的兩側；其中，組合支架I 3為并排設置的兩個獨立支架，兩個獨立支架分別與后軸焊接總成兩端相對應。
[0025]組合支架II 5與后軸焊接總成4 一端安裝輪轂軸處之間通過一個活節(jié)螺栓相連，該活節(jié)螺栓一端固定在組合支架II，另一端與后軸焊接總成一端安裝輪轂軸處相鉸接，約束后軸焊接總成該端的自由度。
[0026]液壓缸I與后軸焊接總成4另一端安裝輪轂軸處之間通過另一個活節(jié)螺栓相連，該活節(jié)螺栓一端固定在液壓缸的活塞桿端部，另一端與后軸焊接總成另一端安裝輪轂軸處相鉸接，通過活塞桿往復運動，對后軸焊接總成進行加載。
[0027]組合支架I 3的兩個獨立支架上分別設置一個鉸鏈夾板6，后軸焊接總成4兩端橡膠鉸鏈分別與兩個鉸鏈夾板相連，并且后軸焊接總成處于水平狀態(tài)。
[0028]在后軸焊接總成上中間位置處粘貼有應變傳感器，以路試中該應變傳感器采集的扭轉信號作為目標信號，并利用RPC軟件和數(shù)據(jù)采集設備進行迭代。采用最終的驅動信號作為驅動進行疲勞試驗，由于相同損傷下后軸雙邊扭轉與單邊扭轉存在倍幅關系，故單邊迭代隨機譜加載可以模擬后軸總成在實際路試中的受載情形和環(huán)境。
[0029]利用該工裝進行后軸扭轉疲勞單邊隨機譜加載試驗方法，包括以下步驟:將后軸焊接總成的兩個橡膠鉸鏈通過鉸鏈夾板固定在組合支架上；再將后軸焊接總成兩端安裝輪轂軸處分別用活節(jié)螺栓與組合支架以及液壓缸相連；在后軸焊接總成中間位置處粘貼應變傳感器；液壓缸對后軸焊接總成一端加載，應變傳感器將扭轉應變信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集設備進行迭代處理。
[0030]具體為:將后軸焊接總成中間位置處的應變傳感器通過數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)轉換器接入MTS控制器中，并在試驗液壓缸的站臺中建立相應的應變通道，調節(jié)好相應的PID值；打開RPC軟件，連接站臺建立相應的文件夾，以試驗液壓缸的位移作為驅動，后軸中間位置應變傳感器通道作為響應，建立驅動文件；設置白噪聲參數(shù)，產生白噪聲并通過數(shù)據(jù)采集器采集其響應信號，計算出試驗系統(tǒng)的驅動與響應間的頻響函數(shù)；利用整車路試中后軸中間位置應變傳感器所采集的扭轉應變信號作為目標信號；利用RPC軟件和數(shù)據(jù)采集器對后軸中間位置的應變傳感器應變進行迭代；迭代過程由試驗的目標信號乘以該頻響函數(shù)的逆矩陣再乘以一個迭代因子值，即可得到第零次驅動。由該驅動信號驅動液壓缸動作，即可通過數(shù)據(jù)采集器采集到該驅動下的響應信號；再由該第零次的響應信號與目標信號的差值乘以頻響函數(shù)的逆矩陣再乘以迭代因子值再加上第零次驅動，即可得到第一次驅動。在第一次的驅動信號驅動液壓缸動作時，數(shù)據(jù)采集器又可以采集到第一次的響應信號。重復以上迭代的步驟，直至迭代的響應信號與目標信號的均方根誤差小于5%，均方根響應大于95%。以最后的驅動信號作為驅動，在RPC軟件中設置試驗程序進行疲勞試驗，并設置好試驗保護。
[0031]在疲勞試驗過程中，液壓作動缸在驅動信號的驅動下前后運動時，會使后軸焊接總成單邊擺動，從而使后軸焊接總成產生扭轉。該試驗方法使后軸焊接總成在運動狀態(tài)上雖然與實際路試中的雙邊同時異向擺動不一致，但后軸焊接總成相同位置產生相同應變時單邊擺動幅值與雙邊擺動幅值存在2倍關系。而路試采集前又采用的是單邊位移-扭轉應變標定，所以可以認為該種單邊擺動方式與雙邊同時異向擺動所產生的扭轉效果一致。并且與其它采用迭代的方法來考核后軸的扭轉疲勞試驗方法相比，工裝及實驗方法簡單、操作便捷、成本低、準備時間短、迭代易收斂等優(yōu)點。
[0032]上面結合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的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(fā)明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種后軸扭轉疲勞單邊隨機譜加載試驗工裝，其特征在于:包括組合支架和液壓缸，所述組合支架上設有用于和后軸焊接總成兩端橡膠鉸鏈相連的鉸鏈夾板，所述液壓缸與后軸焊接總成一端安裝輪轂軸處之間、組合支架與后軸焊接總成另一端安裝輪轂軸處之間均通過活節(jié)螺栓相連。
2.如權利要求1所述后軸扭轉疲勞單邊隨機譜加載試驗工裝，其特征在于:所述組合支架包括組合支架I和組合支架II，所述組合支架I和組合支架II分別位于后軸焊接總成兩側。
3.如權利要求1所述后軸扭轉疲勞單邊隨機譜加載試驗工裝，其特征在于:所述組合支架為框架結構。
4.如權利要求1所述后軸扭轉疲勞單邊隨機譜加載試驗工裝，其特征在于:還包括用于粘貼在后軸焊接總成上的應變傳感器。
5.如權利要求1所述后軸扭轉疲勞單邊隨機譜加載試驗工裝，其特征在于:所述活節(jié)螺栓一端固定在組合支架上，活節(jié)螺栓另一端與后軸焊接總成相鉸接。
6.如權利要求1所述后軸扭轉疲勞單邊隨機譜加載試驗工裝，其特征在于:所述活節(jié)螺栓一端固定在液壓缸的活塞桿上，活節(jié)螺栓另一端與后軸焊接總成相鉸接。
7.一種利用如權利要求1所述后軸扭轉疲勞單邊隨機譜加載試驗工裝的試驗方法，其特征在于:所述試驗方法包括以下步驟: 1)將后軸焊接總成的兩個橡膠鉸鏈通過鉸鏈夾板固定在組合支架上； 2)再將后軸焊接總成兩端安裝輪轂軸處分別用活節(jié)螺栓與組合支架以及液壓缸相連； 3)在后軸焊接總成中間位置處粘貼應變傳感器； 4)液壓缸對后軸焊接總成一端加載，應變傳感器將扭轉應變信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集設備進行迭代處理。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種后軸扭轉疲勞單邊隨機譜加載試驗工裝及其試驗方法，工裝包括組合支架和液壓缸，所述組合支架上設有用于和后軸焊接總成兩端橡膠鉸鏈相連的鉸鏈夾板，所述液壓缸與后軸焊接總成一端安裝輪轂軸處之間、組合支架與后軸焊接總成另一端安裝輪轂軸處之間均通過活節(jié)螺栓相連。方法，包括以下步驟：將后軸焊接總成的兩個橡膠鉸鏈通過鉸鏈夾板固定在組合支架上；再將后軸焊接總成兩端安裝輪轂軸處分別用活節(jié)螺栓與組合支架以及液壓缸相連；在后軸焊接總成中間位置處粘貼應變傳感器；液壓缸對后軸焊接總成一端加載，應變傳感器將扭轉應變信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集設備進行迭代處理。操作簡便，能夠很好的重現(xiàn)路試扭轉工況。
【IPC分類】G01N3-22, G01N3-02, G01M13-00
【公開號】CN104677625
【申請?zhí)枴緾N201510133263
【發(fā)明人】趙張鋒, 鞏德峰, 江紅旗
【申請人】奇瑞汽車股份有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月25日