[發明專利]一種汽車車架剛度測試約束裝置

無效

• 申請號: 201010603677.6
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102072803A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 王國林;郭九大;侯永濤;包正山;于志媛
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

?本發明專利涉及一種汽車車架（身）剛度測試用約束裝置，屬于汽車產品測試技術領域。

背景技術

車架（身）作為汽車的承載基體支撐著發動機、離合器、變速器、轉向器等相關部件，承受著彎曲、扭轉等多種載荷的作用。車架剛度不足會引起振動和噪聲，也會使汽車的乘坐舒適性、操作穩定性下降，但車架的扭轉剛度又不宜過大，否則會使車架和懸架系統的載荷增大導致輪胎的接地性變差。因此，對車架（身）的剛度進行測試、校核就顯得尤為重要。雖然，國內外對車架的剛度計算在理論上做出不少嘗試，特別是有限元方法的應用為車架剛度的計算提供了有效手段，但由于車架（身）本身結構的復雜性，這些方法都有一定的局限性，通常只能做定性的比較計算，車架（身）的剛度最終還需通過實驗測試來確定。

車架（身）剛度的測試是確定其剛度的重要手段之一，主要包括彎曲剛度及扭轉剛度的測試。我國的劉惟信及日本的小田柿浩三在其各自所著的《汽車設計》中給出了車架剛度的簡化計算公式及試驗測試的基本要求。這些要求包括：測試車架（身）的彎曲剛度時，是在前后軸處設置剛性支撐并模擬實際負荷情況加載；測定車架（身）的扭轉剛度時，應注意車架在試驗臺架上的緊固情況，以避免試驗裝置對其剛度產生的影響。然而，這些文獻中均未給出測試的具體約束方法及約束裝置的具體結構。

實際上，目前國內各個汽車廠商在對車架（身）剛度進行測試時，所使用的約束方法各不相同。如亞星-奔馳公司對其YBL6100C43aH新車型、廣東福迪汽車有限公司對其NHQ6470EG2Y型汽車和長安汽車集團對其“長安之星”微型客車，其車架（身）剛度測試所采用的約束方法明顯不同。約束方法不同，其對應的約束裝置的復雜程度也不相同，越復雜的約束裝置，其通用性越差，造價也較高。

目前，從所查找到的專利文獻中，還未涉及對汽車車架（身）剛度測試時所采用的約束方法及方法所對應裝置。

發明內容

本發明提供一種用于測試汽車車架（身）剛度的約束裝置，能夠適用于不同車型，且該約束裝置因在測試時對車架的約束方法簡單、易行，因此約束裝置結構簡單、通用性好。

本發明的技術方案為：在進行汽車車架（身）剛度的測試時，約束主要考慮地面通過車輪、前后懸架給車架傳來的力和不同工況下所帶來的特定限制，根據最小約束原理，充分考慮車架的實際使用狀況來實現其剛度測試約束，設汽車車架縱梁方向為X方向、橫梁方向為Y方向、垂直于地面方向為Z方向。

彎曲工況模擬在滿載狀態下，四輪著地時汽車在良好路面勻速直線行駛的狀態。根據最小約束原理，彎曲剛度測試時，約束汽車后或前橋在車架（身）右或左縱梁上豎直投影點在X、Y、Z三個方向的平動自由度；約束后或前橋在車架（身）左或右縱梁上豎直投影點在X和Z兩個方向的平動自由度；約束前或后橋在車架（身）左、右縱梁上豎直投影點在Z方向平動自由度，使車架（身）在X和Y方向形成簡支梁結構，實現車架（身）的最小約束。

扭轉工況模擬汽車在低速通過崎嶇不平路面，產生的左、右兩車輪一個懸空而另一個被抬高時汽車的受力狀態。其中包括車架前部扭轉和后部扭轉兩種情況。當車架（身）發生前部扭轉時，汽車兩后輪在同一高度位置，此時約束后橋在車架（身）右或左縱梁上豎直投影點在X、Y、Z三個方向的平動自由度；約束后橋在車架左或右縱梁上豎直投影點在X和Z兩個方向的平動自由度；由于扭轉時，兩前輪一高一低，在車架前部橫梁上一點其Z坐標位置不發生改變，此時可約束前橋軸線與汽車中心對稱平面交點的Z方向上平動自由度。

車架（身）發生后部扭轉時，其約束與前部扭轉相似，可約束前橋在車架（身）左或右縱梁上豎直投影點在X、Y、Z三個方向的平動自由度；約束前橋在車架右或左縱梁上豎直投影點在X和Z兩個方向的平動自由度；約束后橋軸線與汽車中心對稱平面交點的Z方向上平動自由度。

本發明所述汽車車架（身）剛度測試用約束裝置，其特征在于：在采用上述約束方法進行的車架（身）剛度測試時，其彎曲剛度和扭轉剛度測試約束裝置均將車架（身）形成簡支梁結構，釋放了相應約束位置處的三個旋轉自由度；所述約束方法對應的裝置包括約束Z組件、約束XZ組件和約束XYZ組件。

約束XYZ組件只包括旋轉約束釋放部分，由關節軸承、軸、軸支撐架等組成，構成球鉸結構，釋放了相應約束位置處三個旋轉自由度。