[發明專利]一種縱置復合材料板簧性能測試裝置及測試方法

有效

• 申請號: 202010987560.6
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112129504B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 張雷;李姍姍;羅欣
• 申請（專利權）人: 中國紡織科學研究院有限公司
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01M17/04
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 盧雪梅

本發明公開了一種縱置復合材料板簧性能測試裝置及測試方法，測試裝置包括：基座；固定支架，設置在所述基座上；待測試板簧，所述待測試板簧的一端與固定支架固定連接，另一端與固定支架活動連接；固定組件，固定連接在所述待測試板簧的中部；第一載荷加載系統，與所述固定組件連接并可相對固定組件轉動，在待測試板簧的厚度方向和/或長度方向上施加載荷；第二載荷加載系統，與所述固定組件連接，至少在待測試板簧的寬度方向上施加載荷。本發明可模擬板簧在實際裝車工況下所受到的各種方向的力，更客觀地評價復合材料板簧的疲勞壽命，提高復合材料板簧的可靠性。

技術領域

本發明屬于板簧檢測技術領域，具體地說，涉及一種縱置復合材料板簧性能測試裝置及測試方法。

背景技術

隨著全球能源緊缺及環境污染問題的日益突顯，對汽車進行輕量化處理顯得尤為重要。纖維增強復合材料具有比重小、彈性模量大、比強度高、耐疲勞性能好、可設計性強等優點，既能滿足汽車板彈簧的設計要求，又能解決環保、能耗以及乘車舒適穩定性問題。纖維增強復合材料的特性既可以滿足汽車用板簧對材料的性能要求,又能達到較大限度減輕重量的效果，同時，復合材料板簧的可靠性好，疲勞壽命高，產品具有良好的抗腐蝕性。與傳統金屬構件的二次加工成型相對，復合材料板簧成型工藝將材料成型過程與汽車部件成型過程一體化，能夠對汽車復合材料構件進行整體優化設計，一次成型，工藝簡單。因此在汽車工業領域復合材料板簧具有廣闊的應用前景。

現有的復合材料板簧制造技術多是通過疊層熱壓、RTM成型或者纏繞成型實現，這種特殊的成型方式決定了復合材料板簧各個方向性能的不一致，這與普通鋼板彈簧材料的各向同性有很大差別，即復合材料板簧是各向異性的。此外，汽車板簧在實際路況中會經歷不同的運動狀態，即會受到不同方向力的作用。這些力的作用主要包括起伏路況的上跳、下壓、制動以及加、減速過程中對板簧跨度方向的擠壓，所產生的板簧跨度方向的“S”變形；還有汽車轉向時所受到的側傾力，使板簧產生橫向的側傾變形。因此板簧受力情況并非單一，比較復雜。板簧在受到各種交變力的反復作用下，會在局部位置產生疲勞裂紋并擴展，對于復合材料層壓材料則更易產生分層，最終導致其失效。

目前的鋼板彈簧測試體系，大多是通過垂直方向的位移和載荷得到板簧的剛度以及垂直循環載荷作用下的疲勞壽命，但這種測試方式用于評價測試復合材料板簧的性能并不全面，難以預判復合材料板簧是否能夠滿足整車的要求，往往在整車路試過程中以失敗而告終。

公開號為CN106092552A的中國專利公開了一種汽車縱置復合材料板簧性能測試裝置，包括一基板；一待測試板簧；對稱設置在基板頂面兩側的一對導軌；一對設置在導軌上且與導軌構成移動副的滑動件，導軌與滑動件之間設置有相配合的位移測量裝置；安裝在滑動件上的支撐部件支撐待測試板簧，載荷加載系統的輸出桿通過夾板連接在待測試板簧的中部，輸出桿的中軸線垂直于測試基準面。該方案通過測量板簧的橫向位移，利用弦長修正板簧剛度，測試復合材料板簧的性能。

公開號為CN106289745A的中國專利公開了一種復合材料板簧高低溫疲勞和側傾性能測試臺架，包括實驗箱體、溫度調節系統、驅動機構、壓力桿和溫度傳感器；所述實驗箱體內通過升降機構安裝有板簧支撐橫梁，所述板簧支撐橫梁的位置與壓力桿相配合，板簧支撐橫梁上設置有一對板簧夾持支架，板簧夾持支架與板簧支撐橫梁相配合具有兩個板簧夾持位置，兩個所述的板簧夾持位置分別為水平夾持位置和豎直夾持位置。該方案也僅是對復合材料板簧進行垂直方向加壓，測試其疲勞性能。對于側傾性能的測試為單點載荷施加，不足以模擬實際路況中板簧受到的側傾力。

因此，現有測試裝置中，一方面，對復合材料板簧的測試為單點單方向載荷施加，不能同時在多個方向加載負荷，不足以模擬實際路況中板簧受到的多個方向的壓力；另一方面，現有的測試裝置中，板簧兩端的卷耳均是固定在可以滑動的小車上進行測試，與板簧實際裝車狀況差異較大，不能客觀地反映復合材料板簧的疲勞壽命。

有鑒于此特提出本發明。

發明內容