专利名称：白车身扭转疲劳测试系统及其方法
技术领域：
本发明涉及汽车白车身钣金及焊点疲劳测试技术领域，尤其涉及一种汽车白车身扭转疲劳测试系统及其方法。
背景技术：
汽车白车身的疲劳耐久性能是评价整车性能的一项重要指标，同时也是衡量汽车品质的一项重要参数。经实践证明，汽车白车身在扭转工况下钣金件和焊点最易发生疲劳，当钣金件和焊点的疲劳寿命低于标准要求时，就会发生钣金件开裂、缝焊、焊点开焊的现象，从而使汽车的使用寿命降低，驾驶员的生命安全也存在严重的隐患。因此，汽车白车身扭转疲劳性能是评价车辆设计可靠性和整车安全性能等的重要指标，针对汽车白车身的扭转疲劳分析则成为在整车开发设计过程中必不可少的关键环节之一
发明内容
本发明的目的在于提供一种白车身扭转疲劳测试系统及其方法，可以方便、快捷地进行汽车的白车身扭转疲劳测试。为了达到上述目的，本发明所提供的技术方案如下一种白车身扭转疲劳测试系统，包括一约束子系统，包括一用于对白车身的第一端进行支撑，并能够带动所述白车身发生扭转的前减震器座台架和一用于对白车身的第二端进行支撑的后减震器座台架；以及，—用于向所述前减震器座台架加载，以驱动所述白车身发生扭转的加载子系统。优选的，所述前减震器座台架包括用于与白车身的第一端活动连接，并对所述白车身的第一端进行支撑的至少两个第一模拟悬架，其中至少两个所述第一模拟悬架的一端分别活动连接于白车身的第一端的两侧；一固定于工作台面的刚性支架；以及，一用于以所述刚性支架为支点在所述YZ平面内摆动，带动所述第一模拟悬架带动白车身的第一端在所述YZ平面内摆动，从而使得所述白车身发生扭转的摆臂；其中，所述摆臂沿Y轴方向设置于所述工作台面上，至少两个所述第一模拟悬架的另一端活动连接于所述摆臂的两端，所述刚性支架设置于所述摆臂的中部，所述YZ平面垂直于所述工作台面。优选的，所述后减震器座台架包括用于与白车身的第二端活动连接，并对所述白车身的第二端进行支撑的至少两个第二模拟悬架，至少两个所述第二模拟悬架分别活动连接于所述白车身的第二端的两侧；固定于所述工作台面上的用于支撑所述第二模拟悬架的支撑件，一端与所述第二模拟悬架连接，另一端固设于所述工作台面。
优选的，所述支撑件包括一用于 对所述第二模拟悬架起到主支撑作用，并能够进行高度调节的主支撑杆，一端与所述第二模拟悬架连接，另 一端固设于所述工作台面上；以及，用于对所述第二模拟悬架起到辅助支撑作用，并能够进行高度调节的至少三个辅助支撑杆，至少三个辅助支撑杆的一端活动连接于所述第二模拟悬架，另一端支撑于所述工作台面上，且至少三个所述辅助支撑杆沿所述主支撑杆的周向分布于所述主支撑杆的外周，形成一伞状支撑架结构。优选的，所述加载子系统包括一用于向所述摆臂的至少一端施加载荷，以带动所述摆臂以所述刚性支架为支点在所述YZ平面内摆动的加载装置，其与所述摆臂的至少一端连接；以及，一用于为所述加载装置提供动力的动力装置，与所述加载装置连接。优选的，所述动力装置为用于通过液压控制所述加载装置向所述摆臂施加载荷的液压控制装置，包括一液压机；所述加载装置包括一用于在所述液压控制装置的液压控制下，沿垂直于所述工作台面的表面的方向往复运动，以向所述摆臂施加载荷的液压杆，所述液压杆沿垂直于所述工作台面的方向设置，其一端与所述液压机的输出轴连接，另一端连接于所述摆臂的一端。优选的，所述加载子系统还包括一用于调整所述液压杆施加于所述摆臂上的载荷的大小的动力调整装置，设置于所述动力输出装置和所述加载装置之间。优选的，所述白车身扭转疲劳测试系统还包括用于采集所述白车身的扭转次数信息以及所述白车身的第一端和第二端的摆动位移量信息的采集装置，设置于所述前减震器座台架的用于与所述白车身活动连接的一端和所述后减震器座台架的用于与所述白车身活动连接的一端；以及，—用于获取所述采集装置所采集的所述扭转次数信息及所述摆动位移量信息的获取装置，与所述采集装置连接。为了达到上述目前，本发明还提供了一种白车身扭转疲劳测试方法，所述的方法包括如下步骤步骤A.将白车身布置于上述的白车身扭转疲劳测试系统上，其中，使用所述前减震器座台架支撑连接所述白车身的第一端，并使用所述后减震器座台架连接并约束所述白车身的第二端；步骤B.使用所述加载子系统对所述白车身进行加载，并进行实际测试数据的采集，其中，所述实际测试数据包括所述白车身的实际扭转次数信息、前后减震器座的实际摆动位移量信息、施加的实际载荷大小以及实际测试时间；步骤C.建立白车身的钣金件和焊点达到扭转疲劳测试标准的预设测试数据，并将所述实际测试数据与预设测试数据进行比较，以对所述白车身的扭转疲劳性能进行分析。本发明的有益效果如下本发明所提供的白车身扭转疲劳测试系统以及白车身扭转疲劳测试方法，能非常容易、快捷地测试出汽车的白车身在扭转工况下的疲劳状况，包括钣金和焊点开裂的疲劳寿命等数据，它实质性地改进了白车身扭转疲劳性能的测试方法，相比其他的现有测试方法，本发明在约束处理、载荷施加位置和方法、测试数据的采集和判断等诸多方面都实现了相当显著的创新性改进。
图I表示本发明所提供的一种实施例中的白车身扭转疲劳测试系统在装设白车身时的结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。本发明所提供的白车身扭转疲劳测试系统主要包括约束子系统和加载子系统这两大组成部分，其中，约束子系统主要是实现对白车身进行空间位置约束的功能，而加载子系统实现向白车身施加载荷的功能。 具体地，如图I所示，本实施例中所提供的白车身扭转疲劳测试系统中的约束子系统包括一前减震器座台架200，用于对白车身100的第一端进行支撑，并能够带动白车身100发生扭转；以及，一后减震器座台架300，用于对白车身100的第二端进行支撑。并如图I所示，本实施例中所提供的白车身扭转疲劳测试系统中的加载子系统用于通过向前减震器座台架200加载，以实现向白车身100施加载荷，而驱动白车身100发生扭转。在对本实施例中所提供的白车身扭转疲劳测试系统进行说明前，先对本说明书中所涉及的一空间直角坐标系进行说明。请参考图1，在本实施例中所涉及的空间直角坐标系中X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向被设置为与本领域中通常所认知的白车身100的X方向、Y方向与Z方向一致，其中，Z轴方向与YZ平面均与该白车身扭转疲劳测试系统的工作台面10相垂直，而XY平面与该工作台面10平行。该工作台面10可以是地板面或实验台面等。以下以一具体优选实施例来说明本发明。在本实施例中所提供的白车身扭转疲劳测试系统中，优选的，如图I所示，前减震器座台架200包括第一模拟悬架201、摆臂202以及刚性支架203，其中，第一模拟悬架201用于对白车身100的第一端进行支撑，第一模拟悬架201优选地被设置为两个，每一第一模拟悬架201的一端通过球铰(图未示出)与白车身100的第一端活动连接，并且，两个第一模拟悬架201分别位于白车身100的第一端的两侧；刚性支架203和摆臂202起到对第一模拟悬架201支撑的作用，其中刚性支架203被刚性固定于工作台面10上，且刚性支架203活动连接在摆臂202的中部，摆臂202沿图I所示的空间直角坐标系下的Y轴方向设置于工作台面10上，且摆臂202能够在加载子系统施加载荷时，以刚性支架203为支点在图I所示的空间直角坐标系下的YZ平面内摆动，而两个第一模拟悬架201的另一端(即未连接白车身100的一端)则分别通过铰接方式连接在摆臂202的两端，从而，当加载子系统向摆臂202施加载荷时，摆臂202以刚性支架203为支点在YZ平面内进行摆动，而分别连接于摆臂202两端的两个第一模拟悬架201则能够在摆臂202带动下，也在YZ平面内运动，从而带动白车身100的第一端在YZ平面内摆动，也即实现了白车身100发生扭转。此外，需要说明的是，本实施例中，刚性支架203优选地被构造为一三角形支架结构。当然，在此并不对该刚性支架203的形状进行限定，在实际应用中，该刚性支架203也可以被构造为其他形状。采用这种三角形支架结构的刚性支架203与摆臂202的配合结构，结构简单、稳固，操作方便。此外，刚性支架203优选地采用一旋转轴(图未示出)与所述摆臂202进行连接，以使得所述摆臂202能够绕所述旋转轴在YZ平面旋转，即，在YZ平面以所述刚性支架为支点旋转。此外，本实施例中，优选地，如图I所示，摆臂202上设有多个减重孔2021，用于减轻摆臂202自身重量。此外，在本实施例中所提供的白车身扭转疲劳测试系统中，优选的，如图I所示， 后减震器座台架300包括第二模拟悬架301和支撑件；其中，第二模拟悬架301用于对白车身100的第二端进行支撑，第二模拟悬架301通常被设置为两个，两个第二模拟悬架301分别通过球铰(图未示出)活动连接于白车身100的第二端的两侧；支撑件用于支撑第二模拟悬架301，支撑件的一端与第二模拟悬架301连接，另一端被刚性固设于工作台面10上。此外，由于白车身100重量较大，为了增加该约束子系统对白车身100的空间位置约束的稳固性，本实施例中，优选的，该支撑件被设置为包括主支撑杆302和辅助支撑杆303的结构，其中，主支撑杆302用于对第二模拟悬架301起到主支撑作用，其一端与第二模拟悬架301连接，另一端刚性固设于工作台面10上；而辅助支撑杆303通常被设置为三个，用于对第二模拟悬架301起到辅助支撑作用，三个辅助支撑杆303的一端连接于第二模拟悬架301的颈部，另一端支撑于工作台面10上，且三个辅助支撑杆303沿主支撑杆302的周向分布于主支撑杆302的外周，形成一伞状支撑架结构。上述结构的支撑件，由于其被设置为一类似三角架的结构，稳固性明显提高。此外，本实施例中，优选的，三个辅助支撑杆303与第二模拟悬架301之间为活动连接方式，并且主支撑杆302和辅助支撑杆303均为高度可进行调节的杆状结构。采用上述方案，支撑件能够在不移动汽车的白车身100的同时方便、快捷地调节汽车的白车身100的后减震器座台架300的高度，在汽车的白车身100已被固定在前减震器座台架200、后减震器座台架300的结构后还能对汽车的白车身100的高度进行微调，所以对汽车白车身100的调平有非�：玫谋憷裕淮送猓龈ㄖС鸥�303可以在需要时，呈一伞状支撑架结构支撑，在不需要时，折叠起来。需要说明的是，在本实施例中，并不对第一模拟悬架201、第二模拟悬架301以及辅助支撑杆303的数量进行限定。此外，在本实施例中所提供的白车身扭转疲劳测试系统中，优选的，如图I所示，该加载子系统包括一用于向摆臂202的一端施加载荷，以带动摆臂202以刚性支架203为支点在YZ平面内摆动的加载装置401，其与摆臂202的一端连接；
以及，一用于为加载装置401提供动力的动力装置402，与加载装置401连接。在本实施例中，优选的，该动力装置402采用液压控制装置，其包括一液压机，而加载装置401包括一液压杆，该液压杆的一端与该液压机的输出轴连接，另一端连接于摆臂202的一端。上述方案，当需要对白车身100进行扭转疲劳测试时，液压控制装置中的液压机驱动液压杆沿垂直于工作台面10的方向往复运动，液压杆即向摆臂202的一端施加载荷，带动摆臂202以刚性支架203为支点在YZ平面内进行摆动，从而形成对前减震器座上的两个第一模拟悬架201的加载，进而使得载荷传递到两个第一模拟悬架201上，乃至整个白车身100。此外，本实施例中，优选的，该加载子系统还可以包括一用于调整液压杆施加于摆臂202上的载荷的大小的动力调整装置，设置于液压机和液压杆之间。由此，在实际对白车身100测试中可控制载荷大小，以达到测试目的。此外，本实施例所提供的白车身扭转疲劳测试系统还包括采集装置和获取装置，其中，采集装置可以采用设置于前减震器座台架200的用于与白车身100活动连接的一端 和后减震器座台架300的用于与白车身100活动连接的一端处的传感器(图中未示出)实现，用于采集白车身100的扭转次数信息以及白车身100的第一端和第二端的摆动位移量信息的采集装置，并将其所采集的扭转次数信息及摆动位移量信息转化为数字信号发送给获取装置，该获取装置可以为电脑等，以便于测试人员实时获取测试过程中的数据，并对测试进程进行监视。以下提供一种基于本发明的白车身扭转疲劳测试系统对白车身100的扭转疲劳性能进行测试的方法。具体地，该方法包括如下步骤步骤A.将白车身100布置于上述的白车身扭转疲劳测试系统上，其中，使用前减震器座台架200支撑连接白车身100的第一端，并使用后减震器座台架300连接并约束白车身100的第二端；步骤B.使用加载子系统对白车身100进行加载，并进行实际测试数据的采集，其中，实际测试数据包括白车身100的实际扭转次数信息、前后减震器座的实际摆动位移量信息、施加的实际载荷大小以及实际测试时间等；步骤C.建立白车身100的钣金件和焊点达到扭转疲劳测试标准的预设测试数据，预设测试数据可以包括预设扭转次数信息、预设摆动位移量信息、施加的预设载荷大小以及预设测试时间等；再将实际测试数据与预设测试数据进行比较，以对白车身100的扭转疲劳性能进行分析。在本实施例中，步骤C可以是通过以下方式实现假设预设测试数据中的预设扭转次数信息、预设摆动位移量信息、预设施加的预设载荷大小分别与实际扭转次数信息、前后减震器座的实际摆动位移量信息、施加的实际载荷大小相同，那么在实际测试时间等于预设测试时间时，控制加载子系统停止向白车身100施加载荷，检查此时白车身100的钣金件和焊点是否开裂，检查钣金件和焊点开裂的程度等，并及时作出相关记录，若白车身100的钣金件和焊点开裂，且钣金板和焊点开裂的程度超出白车身100的合格标准，则白车身100的扭转疲劳性能有待改进；若白车身100的钣金板和焊点未开裂，或者，白车身100的钣金件和焊点开裂，但钣金板和焊点开裂的程度未超出白车身100的合格标准，则白车身100的扭转疲劳性满足要求。综合上述，本发明所提供的白车身100扭矩疲劳测试系统，通过采用创新性的改进设计，通用性极佳而完全适用于不同车型的测试需要；并且能非常容易、快捷地测出汽车白车身100在扭转工况下的疲劳状况，包括钣金和焊点开裂的疲劳寿命等数据，它实质性地改进了白车身100扭转疲劳的测试方法，相比其他的现有测试方法，本发明在约束处理、载荷施加位置和方法、测试数据的采集和判断等诸多方面都实现了相当显著的创新性改进。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种白车身扭转疲劳测试系统，其特征在于，包括 一约束子系统，包括一用于对白车身的第一端进行支撑，并能够带动所述白车身发生扭转的前减震器座台架和一用于对白车身的第二端进行支撑的后减震器座台架；以及，一用于向所述前减震器座台架加载，以驱动所述白车身发生扭转的加载子系统。
2.根据权利要求I所述的白车身扭转疲劳测试系统，其特征在于， 所述前减震器座台架包括 用于与白车身的第一端活动连接，并对所述白车身的第一端进行支撑的至少两个第一模拟悬架，其中至少两个所述第一模拟悬架的一端分别活动连接于白车身的第一端的两侧； 一固定于工作台面的刚性支架； 以及，一用于以所述刚性支架为支点在所述YZ平面内摆动，带动所述第一模拟悬架带动白车身的第一端在所述YZ平面内摆动，从而使得所述白车身发生扭转的摆臂； 其中，所述摆臂沿Y轴方向设置于所述工作台面上，至少两个所述第一模拟悬架的另一端活动连接于所述摆臂的两端，所述刚性支架设置于所述摆臂的中部，所述YZ平面垂直于所述工作台面。
3.根据权利要求I所述的白车身扭转疲劳测试系统，其特征在于， 所述后减震器座台架包括 用于与白车身的第二端活动连接，并对所述白车身的第二端进行支撑的至少两个第二模拟悬架，至少两个所述第二模拟悬架分别活动连接于所述白车身的第二端的两侧； 固定于所述工作台面上的用于支撑所述第二模拟悬架的支撑件，一端与所述第二模拟悬架连接，另一端固设于所述工作台面。
4.根据权利要求3所述的白车身扭转疲劳测试系统，其特征在于， 所述支撑件包括 一用于对所述第二模拟悬架起到主支撑作用，并能够进行高度调节的主支撑杆，一端与所述第二模拟悬架连接，另一端固设于所述工作台面上；以及， 用于对所述第二模拟悬架起到辅助支撑作用，并能够进行高度调节的至少三个辅助支撑杆，至少三个辅助支撑杆的一端活动连接于所述第二模拟悬架，另一端支撑于所述工作台面上，且至少三个所述辅助支撑杆沿所述主支撑杆的周向分布于所述主支撑杆的外周，形成一伞状支撑架结构。
5.根据权利要求2所述的白车身扭转疲劳测试系统，其特征在于， 所述加载子系统包括 一用于向所述摆臂的至少一端施加载荷，以带动所述摆臂以所述刚性支架为支点在所述YZ平面内摆动的加载装置，其与所述摆臂的至少一端连接； 以及，一用于为所述加载装置提供动力的动力装置，与所述加载装置连接。
6.根据权利要求5所述的白车身扭转疲劳测试系统，其特征在于， 所述动力装置为用于通过液压控制所述加载装置向所述摆臂施加载荷的液压控制装置，包括一液压机； 所述加载装置包括一用于在所述液压控制装置的液压控制下，沿垂直于所述工作台面的表面的方向往复运动，以向所述摆臂施加载荷的液压杆，所述液压杆沿垂直于所述工作台面的方向设置，其一端与所述液压机的输出轴连接，另一端连接于所述摆臂的一端。
7.根据权利要求6所述的白车身扭转疲劳测试系统，其特征在于， 所述加载子系统还包括一用于调整所述液压杆施加于所述摆臂上的载荷的大小的动力调整装置，设置于所述动力输出装置和所述加载装置之间。
8.根据权利要求I所述的白车身扭转疲劳测试系统，其特征在于， 所述白车身扭转疲劳测试系统还包括 用于采集所述白车身的扭转次数信息以及所述白车身的第一端和第二端的摆动位移量信息的采集装置，设置于所述前减震器座台架的用于与所述白车身活动连接的一端和所述后减震器座台架的用于与所述白车身活动连接的一端；以及， 一用于获取所述采集装置所采集的所述扭转次数信息及所述摆动位移量信息的获取装置，与所述采集装置连接。
9.一种白车身扭转疲劳测试方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤 步骤A.将白车身布置于如权利要求I至8任一项所述的白车身扭转疲劳测试系统上，其中，使用所述前减震器座台架支撑连接所述白车身的第一端，并使用所述后减震器座台架连接并约束所述白车身的第二端； 步骤B.使用所述加载子系统对所述白车身进行加载，并进行实际测试数据的采集，其中，所述实际测试数据包括所述白车身的实际扭转次数信息、前后减震器座的实际摆动位移量信息、施加的实际载荷大小以及实际测试时间。
10.根据权利要求9所述的白车身扭转疲劳测试方法，其特征在于，所述步骤B后还可以包括以下步骤 步骤C.建立白车身的钣金件和焊点达到扭转疲劳测试标准的预设测试数据，并将所述实际测试数据与预设测试数据进行比较，以对所述白车身的扭转疲劳性能进行分析。
全文摘要
本发明提供了一种白车身扭转疲劳测试系统及其方法，其中，所述的白车身扭转疲劳测试系统包括一约束子系统，包括一用于对白车身的第一端进行支撑，并能够带动白车身发生扭转的前减震器座台架和一用于对白车身的第二端进行支撑的后减震器座台架；以及，一用于向前减震器座台架加载，以驱动白车身发生扭转的加载子系统。本发明所提供的白车身扭转疲劳测试系统以及白车身扭转疲劳测试方法，能非常容易、快捷地测试出汽车的白车身在扭转工况下的疲劳状况，包括钣金和焊点开裂的疲劳寿命等数据，它实质性地改进了白车身扭转疲劳性能的测试方法。
文档编号G01M17/007GK102944431SQ20121050703
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者张立玲, 刘明卓 申请人:北京汽车股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
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