實(shí)用的后箱蓋剛度檢測(cè)系統(tǒng)
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本文結(jié)合上海大眾VW241轎車后箱蓋的剛度檢測(cè)案例，向讀者介紹一套能夠?qū)崟r(shí)、高精度檢測(cè)后箱蓋剛度的系統(tǒng)。
檢測(cè)系統(tǒng)
上海大眾VW241轎車后箱蓋剛度檢測(cè)系統(tǒng)主要是通過手動(dòng)或自動(dòng)加載一定范圍的載荷，檢測(cè)后箱蓋的相應(yīng)彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形的大小，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，反映后箱蓋剛度的強(qiáng)弱。
1、系統(tǒng)設(shè)置
（1）硬件系統(tǒng)
硬件由工業(yè)計(jì)算機(jī)控制的上位機(jī)、位移傳感器、壓力傳感器以及數(shù)據(jù)采集器組成。
本試驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集器型號(hào)為EIA-232-D，壓力傳感器型號(hào)為YB-504A，位移傳感器型號(hào)為DT-30G27。力的加載采用手動(dòng)方式通過機(jī)械裝置直接加載壓向力至后箱蓋，通過觀察LED顯示的數(shù)據(jù)，確定達(dá)到定量加載。
傳感器設(shè)定分為彎曲傳感器設(shè)置和扭轉(zhuǎn)傳感器設(shè)置，兩部分傳感器設(shè)置的主要區(qū)別在于測(cè)量點(diǎn)位置的變化。傳感器設(shè)置的內(nèi)容主要包括設(shè)定傳感器的測(cè)點(diǎn)號(hào)、記錄傳感器的坐標(biāo)等。
（2）數(shù)據(jù)處理
每次試驗(yàn)后，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，了解當(dāng)前試驗(yàn)車身的有關(guān)參數(shù)是否達(dá)到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。其中絕對(duì)扭轉(zhuǎn)角度是指每個(gè)測(cè)量點(diǎn)在承受載荷和不受載荷情況下扭轉(zhuǎn)角度的差；相對(duì)扭轉(zhuǎn)角度是指在承受載荷情況下，相鄰兩點(diǎn)間的扭轉(zhuǎn)角度差。這兩個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)顯示了后箱蓋在承受載荷情況下扭轉(zhuǎn)角度的大小，可以反映出后箱蓋抗扭轉(zhuǎn)能力的強(qiáng)弱。彎曲變形是指每個(gè)測(cè)量點(diǎn)在承受載荷和不受載荷情況下縱向的相對(duì)位移量，彎曲變形顯示了車身在承受載荷情況下彎曲角度的大小，可以反映出車身抗彎曲能力的強(qiáng)弱。
2、測(cè)量過程
（1）測(cè)量點(diǎn)的布置
后箱蓋上共有6個(gè)測(cè)量點(diǎn)，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)均放有位置傳感器，通過加載測(cè)量后箱蓋的變形情況時(shí)，傳感器會(huì)將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳遞到上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
（2）測(cè)量方法
由于在動(dòng)態(tài)情況下，后箱蓋的變形與很多因素有關(guān)，如行使速度、路面情況、障礙物形狀等，這些因素不可能在試驗(yàn)中全部滿足實(shí)際運(yùn)行條件，因此，通常采用適當(dāng)條件下的靜態(tài)測(cè)量方法，主要測(cè)量后箱蓋在靜止?fàn)顟B(tài)下承受不同載荷時(shí)的變形情況。
為了保證測(cè)量結(jié)果的有效性，測(cè)量方法可以根據(jù)以下原則來設(shè)計(jì)：
□ 試驗(yàn)條件應(yīng)盡量滿足汽車實(shí)際運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)；
□ 測(cè)量時(shí)間盡可能短，并且具有很好的重復(fù)性；
□ 試驗(yàn)時(shí)所施加的壓向力應(yīng)該具有不同的等級(jí)，并且可控可調(diào)，但由于實(shí)際測(cè)量條件的限制，施加的壓向力應(yīng)按等效原則化為集中力。
（3）試驗(yàn)過程
汽車后箱蓋靜態(tài)剛度測(cè)量試驗(yàn)的目的在于根據(jù)試驗(yàn)要求，通過加載不同等級(jí)的壓向力（力矩），得到每個(gè)測(cè)量點(diǎn)在承受不同等級(jí)壓向力（力矩）時(shí)，后箱蓋變形量的大小。經(jīng)過對(duì)數(shù)據(jù)的處理，得到后箱蓋靜態(tài)剛度指標(biāo)，評(píng)定后箱蓋的剛度是否滿足設(shè)計(jì)要求，以及鎖位、緩沖塊的變化是否滿足試驗(yàn)要求等。
后箱蓋靜態(tài)剛度試驗(yàn)系統(tǒng)包括彎曲變形試驗(yàn)和扭轉(zhuǎn)變形試驗(yàn)兩部分，主要是通過測(cè)定后箱蓋變形程度的大小來檢測(cè)其性能的優(yōu)劣。
進(jìn)行彎曲剛度的測(cè)量時(shí)，為了便于施加壓向力，應(yīng)將后箱蓋反轉(zhuǎn)安裝，并固定在車身位置，傳感器也應(yīng)預(yù)先調(diào)零，然后在后箱蓋鎖位置施加壓向力。進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剛度的測(cè)量時(shí)，待后箱蓋固定在車身位置后，分別施加壓向力在左、右緩沖塊位置。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析
1、后箱蓋彎曲剛度
（1）試驗(yàn)準(zhǔn)備
為了方便力的加載和測(cè)量，我們將后箱蓋反向放置進(jìn)行試驗(yàn)。后箱蓋采用無力矩固定方式安放在兩個(gè)鉸鏈安裝平面上（圖1），并在后箱蓋上部的角上安放兩個(gè)無力矩的浮動(dòng)軸承（圖2）。
通常情況下，用戶在使用汽車的過程中，后箱蓋反復(fù)關(guān)閉時(shí)，鎖頂桿對(duì)后箱蓋的作用力是后箱蓋承受的主要載荷，因此，在后箱蓋折彎剛度試驗(yàn)中，力主要沿X軸方向加載在后箱蓋鎖位置（如圖1中的F ），加載力F的大小從50～400N按等級(jí)遞增，并且每一次加載后都進(jìn)行卸載，并保持塑性變形。我們?cè)O(shè)置了沿Y軸方向平均分布的Mp1、Mp2、Mp3這3個(gè)測(cè)量點(diǎn)采集數(shù)據(jù)。
評(píng)論