汽車前副車架總成試驗(yàn)裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車前副車架總成試驗(yàn)裝置和方法，屬于汽車領(lǐng)域。所述裝置包括：兩個(gè)球頭銷連接夾具、兩個(gè)支撐結(jié)構(gòu)、四個(gè)電液伺服作動(dòng)器以及控制模塊，每個(gè)球頭銷連接夾具上均設(shè)有用于與汽車前副車架總成的球頭銷連接的球頭銷孔，兩個(gè)球頭銷連接夾具分別設(shè)于兩個(gè)支撐結(jié)構(gòu)上，兩個(gè)電液伺服作動(dòng)器的輸出軸與兩個(gè)球頭銷連接夾具中的一個(gè)連接，另外兩個(gè)電液伺服作動(dòng)器的輸出軸與球頭銷連接夾具中的另一個(gè)連接，連接在同一個(gè)球頭銷連接夾具上的兩個(gè)電液伺服作動(dòng)器的輸出軸的軸線方向互相垂直；控制模塊，用于采用驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制四個(gè)電液伺服作動(dòng)器加載力。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確地對(duì)前副車架總成進(jìn)行疲勞強(qiáng)度考核。
【專利說明】汽車前副車架總成試驗(yàn)裝置和方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域，特別涉及一種汽車前副車架總成試驗(yàn)裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國(guó)汽車工業(yè)技術(shù)水平取得了較快的發(fā)展，但汽車的可靠性，尤其是汽車結(jié)構(gòu)可靠性距離國(guó)際水平還有一定的差距。
[0003]前副車架總成作為汽車底盤的一個(gè)重要基體，它支撐連接汽車的轉(zhuǎn)向、懸架等系統(tǒng)，并承受車內(nèi)外的各種載荷。前副車架總成的可靠性、耐久性對(duì)汽車底盤的安全性和可靠性起到極其重要的作用。因此在產(chǎn)品開發(fā)初期，制定一種可有效、準(zhǔn)確、快速地驗(yàn)證前副車架總成疲勞壽命的試驗(yàn)方法就顯得特別重要。
[0004]在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:
[0005]現(xiàn)階段前副車架總成的疲勞強(qiáng)度考核多采用單方向等幅載荷加載方式，該方法的載荷來源是人為定義的，不能真實(shí)反映前副車架總成在道路上的實(shí)際受力情況，對(duì)前副車架總成的考核與實(shí)際存在較大的差異性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中采用單方向等幅載荷加載方式進(jìn)行試驗(yàn)，造成不能真實(shí)反映前副車架總成在道路上的實(shí)際受力情況，對(duì)前副車架總成的考核與實(shí)際存在較大的差異性的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種汽車前副車架總成試驗(yàn)裝置和方法。所述技術(shù)方案如下:
[0007]—方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種汽車前副車架總成試驗(yàn)裝置，所述裝置包括:
[0008]兩個(gè)球頭銷連接夾具、兩個(gè)支撐結(jié)構(gòu)、四個(gè)電液伺服作動(dòng)器以及控制模塊，每個(gè)所述球頭銷連接夾具上均設(shè)有用于與所述汽車前副車架總成的球頭銷連接的球頭銷孔，兩個(gè)所述球頭銷連接夾具分別設(shè)于兩個(gè)所述支撐結(jié)構(gòu)上，兩個(gè)所述電液伺服作動(dòng)器的輸出軸與所述兩個(gè)球頭銷連接夾具中的一個(gè)連接，另外兩個(gè)所述電液伺服作動(dòng)器的輸出軸與所述球頭銷連接夾具中的另一個(gè)連接，連接在同一個(gè)所述球頭銷連接夾具上的兩個(gè)所述電液伺服作動(dòng)器的輸出軸的軸線方向互相垂直，且連接在同一個(gè)所述球頭銷連接夾具上的兩個(gè)所述電液伺服作動(dòng)器中的一個(gè)的輸出軸沿所述汽車前副車架總成的長(zhǎng)度方向設(shè)置；
[0009]所述控制模塊，用于根據(jù)汽車實(shí)際行駛過程中的前副車架總成的左和右控制臂的隨機(jī)應(yīng)變譜，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并采用所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制四個(gè)所述電液伺服作動(dòng)器加載力。
[0010]在本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式中，每個(gè)所述球頭銷連接夾具均包括第一橫臂、第二橫臂、第一橫桿和第二橫桿，所述第一橫臂的一端和所述第二橫臂的一端垂直連接，所述第一橫臂的另一端與所述第一橫桿垂直連接，所述第二橫臂的另一端與所述第二橫桿垂直連接，所述第一橫臂和所述第二橫臂的連接處設(shè)有球頭銷孔，兩個(gè)所述球頭銷連接夾具的第一橫臂設(shè)置在同一直線上，且所述直線沿所述前副車架總成的長(zhǎng)度方向延伸，四個(gè)所述電液伺服作動(dòng)器的輸出端分別與兩個(gè)所述第一橫桿和兩個(gè)所述第二橫桿垂直連接。[0011]在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，每個(gè)所述支撐結(jié)構(gòu)包括:四個(gè)垂向二力桿和四個(gè)二力桿支架，每個(gè)所述第一橫桿的兩端分別與兩個(gè)所述垂向二力桿的一端一一對(duì)應(yīng)連接，每個(gè)所述第二橫桿的兩端分別與兩個(gè)所述垂向二力桿的一端一一對(duì)應(yīng)連接，每個(gè)所述垂向二力桿的另一端分別與一個(gè)所述二力桿支架可滑動(dòng)連接。
[0012]在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述垂向二力桿通過第一球頭活節(jié)與所述第一橫桿或所述第二橫桿連接，所述垂向二力桿通過第二球頭活節(jié)與所述二力桿支架連接，且所述第一球頭活節(jié)上孔的方向與所述第二球頭活節(jié)上孔的方向垂直。
[0013]在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述裝置還包括:用于固定所述二力桿支架的二力桿底座。
[0014]在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述球頭銷連接夾具上設(shè)有壓緊孔，所述壓緊孔從所述球頭銷連接夾具的側(cè)壁延伸至所述球頭銷孔內(nèi)。
[0015]在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述控制模塊包括:
[0016]轉(zhuǎn)換單元，用于將汽車實(shí)際道路行駛過程中前副車架總成左和右控制臂球頭銷處橫向和縱向的隨機(jī)應(yīng)變譜經(jīng)編輯處理后轉(zhuǎn)換為目標(biāo)信號(hào)，所述目標(biāo)信號(hào)為力值信號(hào)；
[0017]迭代單元，用于采用所述目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行迭代運(yùn)算，得到所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0018]控制單元，用于采用驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制兩個(gè)所述電液伺服作動(dòng)器分別從所述左控制臂的橫向和縱向加載力，控制另外兩個(gè)所述電液伺服作動(dòng)器分別從所述右控制臂的橫向和縱向加載力，所述橫向是指所述前副車架總成的長(zhǎng)度方向，所述縱向是指與所述橫向垂直的方向。
[0019]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種汽車前副車架總成試驗(yàn)方法，所述方法包括:
[0020]采集獲得汽車實(shí)際道路行駛過程中的前副車架總成左和右控制臂球頭銷處橫向和縱向的隨機(jī)應(yīng)變譜；
[0021]根據(jù)所述隨機(jī)應(yīng)變譜，得到驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0022]采用所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制兩個(gè)電液伺服作動(dòng)器分別從所述左控制臂的橫向和縱向加載力，并控制另外兩個(gè)電液伺服作動(dòng)器分別從所述右控制臂的橫向和縱向加載力，所述橫向是指所述前副車架總成的長(zhǎng)度方向，所述縱向是指與所述橫向垂直的方向。
[0023]在本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述隨機(jī)應(yīng)變譜，得到驅(qū)動(dòng)信號(hào)，包括:
[0024]根據(jù)所述隨機(jī)應(yīng)變譜，編輯處理產(chǎn)生目標(biāo)信號(hào)，所述目標(biāo)信號(hào)為力值信號(hào)；
[0025]采用所述目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行迭代運(yùn)算，得到所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0027]通過兩個(gè)球頭夾具分別將四個(gè)電液伺服作動(dòng)器與前副車架總成的左右控制臂總成連接，并且使電液伺服作動(dòng)器在兩個(gè)互相垂直的方向上進(jìn)行加載，采用根據(jù)采集到的隨機(jī)應(yīng)變譜轉(zhuǎn)換得到的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制四個(gè)電液伺服作動(dòng)器，由于試驗(yàn)載荷來源于道路(試車場(chǎng)路面)上的真實(shí)隨機(jī)應(yīng)變譜，它能夠真實(shí)、準(zhǔn)確地再現(xiàn)前副車架總成道路上的主要受力工況。同時(shí)本發(fā)明是在兩個(gè)互相垂直的方向上加載試驗(yàn)，相比于現(xiàn)階段的單方向先后加載試驗(yàn)，試驗(yàn)周期大大縮短了，在汽車前副車架總成的設(shè)計(jì)開發(fā)驗(yàn)證階段，通過本發(fā)明的臺(tái)架試驗(yàn)方法能夠有效、準(zhǔn)確地對(duì)前副車架總成進(jìn)行疲勞強(qiáng)度考核?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的汽車前副車架總成試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的球頭銷連接夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3是本發(fā)明實(shí)施例二提供的汽車前副車架總成試驗(yàn)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0033]如圖1所示，汽車前副車架總成10包括主體、左控制臂20和右控制臂30，左控制臂20和右控制臂30上均設(shè)有用于與車架連接的孔和球頭銷，汽車前副車架總成10上還設(shè)有4個(gè)用于起固定作用的固定支架40。
[0034]實(shí)施例一
[0035]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種汽車前副車架總成試驗(yàn)裝置，參見圖1-2，該裝置包括:
[0036]兩個(gè)球頭銷連接夾具1、兩個(gè)支撐結(jié)構(gòu)2、四個(gè)電液伺服作動(dòng)器(圖未示出)以及控制模塊(圖未示出)，每個(gè)球頭銷連接夾具I上均設(shè)有用于與汽車前副車架總成10的球頭銷連接的球頭銷孔15，兩個(gè)球頭銷連接夾具I分別設(shè)于兩個(gè)支撐結(jié)構(gòu)2上，兩個(gè)電液伺服作動(dòng)器的輸出軸與兩個(gè)球頭銷連接夾具I中的一個(gè)連接，另外兩個(gè)電液伺服作動(dòng)器的輸出軸與球頭銷連接夾具I中的另一個(gè)連接，連接在同一個(gè)球頭銷連接夾具I上的兩個(gè)電液伺服作動(dòng)器的輸出軸的軸線方向互相垂直，且連接在同一個(gè)球頭銷連接夾具I上的兩個(gè)電液伺服作動(dòng)器中的一個(gè)的輸出軸沿汽車前副車架總成10的長(zhǎng)度方向設(shè)置；
[0037]控制模塊，用于根據(jù)汽車實(shí)際行駛過程中的前副車架總成10的左和右控制臂的隨機(jī)應(yīng)變譜，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并采用驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制四個(gè)電液伺服作動(dòng)器加載力。
[0038]如圖2所不,每個(gè)球頭銷連接夾具I均包括第一橫臂11、第二橫臂12、第一橫桿13和第二橫桿14,第一橫臂11的一端和第二橫臂12的一端垂直連接,第一橫臂11的另一端與第一橫桿13垂直連接，第二橫臂12的另一端與第二橫桿14垂直連接，第一橫臂11和第二橫臂12的連接處設(shè)有球頭銷孔15,兩個(gè)球頭銷連接夾具I的第一橫臂11設(shè)置在同一直線上，且直線沿前副車架總成的長(zhǎng)度方向延伸，四個(gè)電液伺服作動(dòng)器的輸出端分別與兩個(gè)第一橫桿13和兩個(gè)第二橫桿14垂直連接，從而使得在試驗(yàn)時(shí)，可以沿著前副車架總成長(zhǎng)度方向，及與前副車架總成長(zhǎng)度方向垂直的方向進(jìn)行加載。
[0039]進(jìn)一步地，每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)2包括:四個(gè)垂向二力桿21和四個(gè)二力桿支架22，每個(gè)第一橫桿13的兩端分別與兩個(gè)垂向二力桿21的一端 對(duì)應(yīng)連接，每個(gè)第二橫桿14的兩端分別與兩個(gè)垂向二力桿21的一端 對(duì)應(yīng)連接，每個(gè)垂向二力桿21的另一端分別與一個(gè)二力桿支架22可滑動(dòng)連接，垂向二力桿21和二力桿支架22對(duì)球頭銷連接夾具I進(jìn)行垂向約束，保證試驗(yàn)加載過程中不出現(xiàn)非正常的竄動(dòng)及繞轉(zhuǎn)現(xiàn)象，同時(shí)又不出現(xiàn)垂向以外的約束情況。
[0040]進(jìn)一步地，球頭銷連接夾具I上設(shè)有壓緊孔16，壓緊孔16從球頭銷連接夾具I的側(cè)壁延伸至球頭銷孔15內(nèi)，具體地，球頭銷孔15與縫隙151相通，壓緊孔16穿過該縫隙151。第一橫桿13和第二橫桿14的兩端分別設(shè)有螺孔18,第一橫桿13和第二橫桿14上還設(shè)有電液伺服作動(dòng)器連接孔17。使用壓緊螺栓通過壓緊孔16進(jìn)行壓緊，保證球頭銷連接夾具I與左控制臂20或右控制臂30上的球頭銷緊密結(jié)合，使二者不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)。其中使用螺栓通過螺孔18與垂向二力桿2進(jìn)行連接。使用螺栓通過電液伺服作動(dòng)器連接孔17將球頭銷連接夾具I與電液伺服作動(dòng)器進(jìn)行連接。其中，壓緊螺栓通過壓緊孔16進(jìn)行夾緊，保證球頭銷連接夾具I和球頭銷不會(huì)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0041]具體地，垂向二力桿21通過第一球頭活節(jié)23與第一橫桿13或第二橫桿14連接，垂向二力桿21通過第二球頭活節(jié)24與二力桿支架22連接，第一球頭活節(jié)23和第二球頭活節(jié)24均包括螺桿和帶有孔的球頭，垂向二力桿21的兩端設(shè)有螺孔，該螺孔用于與第一球頭活節(jié)23或第二球頭活節(jié)24的螺桿連接，第一球頭活節(jié)上的孔和螺孔18通過螺栓連接，第二球頭活節(jié)24上的孔套設(shè)在二力桿支架22的橫桿上，從而實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)連接，且第一球頭活節(jié)23上孔的方向與第二球頭活節(jié)24上孔的方向垂直。
[0042]進(jìn)一步地，裝置還包括:用于固定二力桿支架22的二力桿底座25。二力桿底座25固定在試驗(yàn)臺(tái)上，從而對(duì)整個(gè)試驗(yàn)裝置進(jìn)行固定。
[0043]進(jìn)一步地，控制模塊包括:
[0044]轉(zhuǎn)換單元，用于將汽車實(shí)際道路行駛過程中前副車架總成左和右控制臂球頭銷處橫向和縱向的隨機(jī)應(yīng)變譜經(jīng)編輯處理后轉(zhuǎn)換為目標(biāo)信號(hào)，目標(biāo)信號(hào)為力值信號(hào)；
[0045]迭代單元，用于采用目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行迭代運(yùn)算，得到驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0046]控制單元，用于采用驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制兩個(gè)電液伺服作動(dòng)器分別從左控制臂的橫向和縱向加載力，控制另外兩個(gè)電液伺服作動(dòng)器分別從右控制臂的橫向和縱向加載力，橫向是指前副車架總成的長(zhǎng)度方向，縱向是指與橫向垂直的方向。
[0047]其中，迭代單元采用目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行迭代運(yùn)算，得到驅(qū)動(dòng)信號(hào)，具體可采用以下方式實(shí)現(xiàn):
[0048]根據(jù)目標(biāo)信號(hào)、系統(tǒng)頻響逆函數(shù)及迭代因子，得到初始驅(qū)動(dòng)信號(hào)，頻響逆函數(shù)用于指示液壓伺服作動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與響應(yīng)信號(hào)的函數(shù)關(guān)系；采用初始驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制四個(gè)液壓作動(dòng)器加載力，獲得初始響應(yīng)信號(hào)，計(jì)算目標(biāo)信號(hào)與初始響應(yīng)信號(hào)的差值，得到初始差值，若初始差值在預(yù)定范圍內(nèi)，則采用初始驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，若初始差值不在預(yù)定范圍內(nèi)，則根據(jù)初始差值、系統(tǒng)頻響逆函數(shù)及迭代因子，計(jì)算第一次驅(qū)動(dòng)信號(hào)；采用第一次驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制四個(gè)液壓作動(dòng)器加載力，獲得第一次響應(yīng)信號(hào)，計(jì)算目標(biāo)信號(hào)與第一次響應(yīng)信號(hào)的差值，得到第一次差值，若第一次差值在預(yù)定范圍內(nèi)，則采用第一次驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，若第一次差值不在預(yù)定范圍內(nèi)，則根據(jù)第一次差值、系統(tǒng)頻響逆函數(shù)及迭代因子，計(jì)算第二次驅(qū)動(dòng)信號(hào)；重復(fù)上述過程，直到最終響應(yīng)信號(hào)與目標(biāo)信號(hào)的差值在預(yù)定范圍內(nèi)，并采用最終響應(yīng)信號(hào)作為響應(yīng)信號(hào)。
[0049]其中，根據(jù)初始差值、系統(tǒng)頻響逆函數(shù)及迭代因子，計(jì)算第一次驅(qū)動(dòng)信號(hào)，可以采用以下方式實(shí)現(xiàn):計(jì)算差值、系統(tǒng)頻響逆函數(shù)及迭代因子的乘積，再加上初始驅(qū)動(dòng)信號(hào)，得到第一次驅(qū)動(dòng)信號(hào)。[0050]優(yōu)選地，迭代因子可以為0.4。當(dāng)然，該迭代因子也可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行定義。
[0051]其中，系統(tǒng)頻響逆函數(shù)用于指示驅(qū)動(dòng)信號(hào)與相應(yīng)信號(hào)的關(guān)系，可以通過下述步驟得到:第一步:生成一個(gè)寬頻帶的白噪聲；第二步:用生成的白噪聲作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)，計(jì)算系統(tǒng)的頻響函數(shù)；第三步:利用Inverse (逆向的)工具求頻響函數(shù)的逆矩陣。
[0052]值得說明的是，上述隨機(jī)應(yīng)變譜可以利用汽車道路譜采集技術(shù)采集試車場(chǎng)的汽車左和右控制臂上球頭銷獲得。在具體實(shí)現(xiàn)中，為了保證目標(biāo)信號(hào)更加合理，可以在迭代前，先對(duì)該隨機(jī)應(yīng)變譜進(jìn)行濾波處理，還可以根據(jù)損傷等效原則對(duì)隨機(jī)應(yīng)變譜進(jìn)行編輯處理，刪除那些對(duì)損傷貢獻(xiàn)很小的小幅值信號(hào)，由此得到所需要的目標(biāo)信號(hào)。迭代運(yùn)算可以采用迭代軟件完成。
[0053]其中，隨機(jī)應(yīng)變譜可以采用在前副車架總成左和右控制臂球頭銷上設(shè)置應(yīng)變片，通過采集設(shè)備采集得到。
[0054]在采用驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電液伺服作動(dòng)器時(shí)，若總目標(biāo)里程數(shù)為L(zhǎng)，采樣到的隨機(jī)應(yīng)變譜的里程數(shù)為C，則試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)n=L/C，這樣就可以建立與路試相互關(guān)聯(lián)的試驗(yàn)規(guī)范。在控制模塊設(shè)置試驗(yàn)循環(huán)數(shù)η后加載試驗(yàn)裝置運(yùn)行試驗(yàn)。進(jìn)一步地，裝置還包括風(fēng)冷冷卻系統(tǒng)，試驗(yàn)運(yùn)行過程中，打開風(fēng)冷冷卻系統(tǒng)，對(duì)左和右控制臂進(jìn)行持續(xù)風(fēng)冷冷卻。并每隔一段時(shí)間對(duì)試驗(yàn)的樣件狀態(tài)進(jìn)行檢查。
[0055]本發(fā)明實(shí)施例通過兩個(gè)球頭夾具分別將四個(gè)電液伺服作動(dòng)器與前副車架總成的左右控制臂總成連接，并且使電液伺服作動(dòng)器在兩個(gè)互相垂直的方向上進(jìn)行加載，采用根據(jù)采集到的隨機(jī)應(yīng)變譜轉(zhuǎn)換得到的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制四個(gè)電液伺服作動(dòng)器，由于試驗(yàn)載荷來源于道路(試車場(chǎng)路面)上的真實(shí)隨機(jī)應(yīng)變譜，它能夠真實(shí)、準(zhǔn)確地再現(xiàn)前副車架總成道路上的主要受力工況。同時(shí)本發(fā)明是在兩個(gè)互相垂直的方向上加載試驗(yàn)，相比于現(xiàn)階段的單方向先后加載試驗(yàn)，試驗(yàn)周期大大縮短了，在汽車前副車架總成的設(shè)計(jì)開發(fā)驗(yàn)證階段，通過本發(fā)明的臺(tái)架試驗(yàn)方法能夠有效、準(zhǔn)確地對(duì)前副車架總成進(jìn)行疲勞強(qiáng)度考核。
[0056]實(shí)施例二
[0057]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種汽車前副車架總成試驗(yàn)方法，參見圖3，該方法包括:
[0058]步驟201:采集汽車實(shí)際道路行駛過程中的前副車架總成左和右控制臂球頭銷處橫向和縱向的隨機(jī)應(yīng)變譜。
[0059]具體地，可以采用實(shí)車螺栓，通過四個(gè)固定支架將前述前副車架總成與車身進(jìn)行實(shí)車狀態(tài)的連接，得到試驗(yàn)用汽車，然后，利用汽車道路譜采集技術(shù)采集試車場(chǎng)的汽車左和右控制臂上球頭銷的縱向和橫向隨機(jī)應(yīng)變譜。
[0060]步驟202:根據(jù)隨機(jī)應(yīng)變譜，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0061]具體地，步驟202包括:
[0062]步驟一、將隨機(jī)應(yīng)變譜，轉(zhuǎn)換為目標(biāo)信號(hào)，目標(biāo)信號(hào)為力值信號(hào)。
[0063]步驟二、采用目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行迭代運(yùn)算，得到最終試驗(yàn)所要的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0064]其中，步驟二可以采用以下方式實(shí)現(xiàn):
[0065]根據(jù)目標(biāo)信號(hào)、系統(tǒng)頻響逆函數(shù)及迭代因子，得到初始驅(qū)動(dòng)信號(hào)，頻響逆函數(shù)用于指示液壓伺服作動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與響應(yīng)信號(hào)的函數(shù)關(guān)系；采用初始驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制四個(gè)液壓作動(dòng)器加載力，獲得初始響應(yīng)信號(hào)，計(jì)算目標(biāo)信號(hào)與初始響應(yīng)信號(hào)的差值，得到初始差值，若初始差值在預(yù)定范圍內(nèi)，則采用初始驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，若初始差值不在預(yù)定范圍內(nèi)，則根據(jù)初始差值、系統(tǒng)頻響逆函數(shù)及迭代因子，計(jì)算第一次驅(qū)動(dòng)信號(hào)；采用第一次驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制四個(gè)液壓作動(dòng)器加載力，獲得第一次響應(yīng)信號(hào)，計(jì)算目標(biāo)信號(hào)與第一次響應(yīng)信號(hào)的差值，得到第一次差值，若第一次差值在預(yù)定范圍內(nèi)，則采用第一次驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，若第一次差值不在預(yù)定范圍內(nèi)，則根據(jù)第一次差值、系統(tǒng)頻響逆函數(shù)及迭代因子，計(jì)算第二次驅(qū)動(dòng)信號(hào)；重復(fù)上述過程，直到最終響應(yīng)信號(hào)與目標(biāo)信號(hào)的差值在預(yù)定范圍內(nèi)，并采用最終響應(yīng)信號(hào)作為響應(yīng)信號(hào)。
[0066]其中，根據(jù)初始差值、系統(tǒng)頻響逆函數(shù)及迭代因子，計(jì)算第一次驅(qū)動(dòng)信號(hào)，可以采用以下方式實(shí)現(xiàn):計(jì)算差值、系統(tǒng)頻響逆函數(shù)及迭代因子的乘積，再加上初始驅(qū)動(dòng)信號(hào)，得到第一次驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0067]優(yōu)選地，迭代因子可以為0.4。當(dāng)然，該迭代因子也可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行定義。
[0068]其中，系統(tǒng)頻響逆函數(shù)用于指示驅(qū)動(dòng)信號(hào)與相應(yīng)信號(hào)的關(guān)系，可以通過下述步驟得到:第一步:生成一個(gè)寬頻帶的白噪聲；第二步:用生成的白噪聲作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)，計(jì)算系統(tǒng)的頻響函數(shù)；第三步:利用Inverse工具求頻響函數(shù)的逆矩陣。
[0069]值得說明的是，上述隨機(jī)應(yīng)變譜可以利用汽車道路譜采集技術(shù)采集試車場(chǎng)的汽車左和右控制臂上球頭銷獲得。在具體實(shí)現(xiàn)中，為了保證目標(biāo)信號(hào)更加合理，可以在迭代前，先對(duì)該隨機(jī)應(yīng)變譜進(jìn)行濾波處理，還可以根據(jù)損傷等效原則對(duì)隨機(jī)應(yīng)變譜進(jìn)行編輯處理，刪除那些對(duì)損傷貢獻(xiàn)很小的小幅值信號(hào)，由此得到所需要的目標(biāo)信號(hào)。迭代運(yùn)算可以采用迭代軟件完成。
[0070]步驟203:采用迭代生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制兩個(gè)電液伺服作動(dòng)器分別從左控制臂的橫向和縱向加載力，控制另外兩個(gè)電液伺服作動(dòng)器分別從右控制臂的橫向和縱向加載力，橫向是指前副車架總成的長(zhǎng)度方向，縱向是指與橫向垂直的方向。
[0071]在采用驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電液伺服作動(dòng)器時(shí)，若總目標(biāo)里程數(shù)為L(zhǎng)，采樣到的隨機(jī)應(yīng)變譜的里程數(shù)為C，則試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)n=L/C，這樣就可以建立與路試相互關(guān)聯(lián)的試驗(yàn)規(guī)范。在控制模塊設(shè)置試驗(yàn)循環(huán)數(shù)η后加載試驗(yàn)裝置運(yùn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)運(yùn)行過程中，打開風(fēng)冷冷卻系統(tǒng)，對(duì)左和右控制臂進(jìn)行持續(xù)風(fēng)冷冷卻。并每隔一段時(shí)間對(duì)試驗(yàn)的樣件狀態(tài)進(jìn)行檢查。
[0072]本發(fā)明實(shí)施例提供通過采用根據(jù)采集到的隨機(jī)應(yīng)變譜轉(zhuǎn)換得到的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制四個(gè)電液伺服作動(dòng)器，由于試驗(yàn)載荷來源于道路(試車場(chǎng)路面)上的真實(shí)隨機(jī)應(yīng)變譜，它能夠真實(shí)、準(zhǔn)確地再現(xiàn)前副車架總成道路上的主要受力工況。同時(shí)本發(fā)明是在兩個(gè)互相垂直的方向上加載試驗(yàn)，相比于現(xiàn)階段的單方向先后加載試驗(yàn)，試驗(yàn)周期大大縮短了，在汽車前副車架總成的設(shè)計(jì)開發(fā)驗(yàn)證階段，通過本發(fā)明的臺(tái)架試驗(yàn)方法能夠有效、準(zhǔn)確地對(duì)前副車架總成進(jìn)行疲勞強(qiáng)度考核。
[0073]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器，磁盤或光盤等。
[0074]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車前副車架總成試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述裝置包括: 兩個(gè)球頭銷連接夾具、兩個(gè)支撐結(jié)構(gòu)、四個(gè)電液伺服作動(dòng)器以及控制模塊，每個(gè)所述球頭銷連接夾具上均設(shè)有用于與所述汽車前副車架總成的球頭銷連接的球頭銷孔，兩個(gè)所述球頭銷連接夾具分別設(shè)于兩個(gè)所述支撐結(jié)構(gòu)上，兩個(gè)所述電液伺服作動(dòng)器的輸出軸與所述兩個(gè)球頭銷連接夾具中的一個(gè)連接，另外兩個(gè)所述電液伺服作動(dòng)器的輸出軸與所述球頭銷連接夾具中的另一個(gè)連接，連接在同一個(gè)所述球頭銷連接夾具上的兩個(gè)所述電液伺服作動(dòng)器的輸出軸的軸線方向互相垂直，且連接在同一個(gè)所述球頭銷連接夾具上的兩個(gè)所述電液伺服作動(dòng)器中的一個(gè)的輸出軸沿所述汽車前副車架總成的長(zhǎng)度方向設(shè)置； 所述控制模塊，用于根據(jù)汽車實(shí)際行駛過程中的前副車架總成的左和右控制臂的隨機(jī)應(yīng)變譜，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并采用所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制四個(gè)所述電液伺服作動(dòng)器加載力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，每個(gè)所述球頭銷連接夾具均包括第一橫臂、第二橫臂、第一橫桿和第二橫桿，所述第一橫臂的一端和所述第二橫臂的一端垂直連接，所述第一橫臂的另一端與所述第一橫桿垂直連接，所述第二橫臂的另一端與所述第二橫桿垂直連接，所述第一橫臂和所述第二橫臂的連接處設(shè)有球頭銷孔，兩個(gè)所述球頭銷連接夾具的第一橫臂設(shè)置在同一直線上，且所述直線沿所述前副車架總成的長(zhǎng)度方向延伸，四個(gè)所述電液伺服作動(dòng)器的輸出端分別與兩個(gè)所述第一橫桿和兩個(gè)所述第二橫桿垂直連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，每個(gè)所述支撐結(jié)構(gòu)包括:四個(gè)垂向二力桿和四個(gè)二力桿支架，每個(gè)所述第一橫桿的兩端分別與兩個(gè)所述垂向二力桿的一端一一對(duì)應(yīng)連接，每個(gè)所述第二橫桿的兩端分別與兩個(gè)所述垂向二力桿的一端一一對(duì)應(yīng)連接，每個(gè)所述垂向二力桿的另一端分別與一個(gè)所述二力桿支架可滑動(dòng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述垂向二力桿通過第一球頭活節(jié)與所述第一橫桿或所述第二橫桿連接，所述垂向二力桿通過第二球頭活節(jié)與所述二力桿支架連接，且所述第一球頭活節(jié)上孔的方向與所述第二球頭活節(jié)上孔的方向垂直。.
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:用于固定所述二力桿支架的二力桿底座。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述球頭銷連接夾具上設(shè)有壓緊孔，所述壓緊孔從所述球頭銷連接夾具的側(cè)壁延伸至所述球頭銷孔內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述控制模塊包括: 轉(zhuǎn)換單元，用于將汽車實(shí)際道路行駛過程中前副車架總成左和右控制臂球頭銷處橫向和縱向的隨機(jī)應(yīng)變譜經(jīng)編輯處理后轉(zhuǎn)換為目標(biāo)信號(hào)，所述目標(biāo)信號(hào)為力值信號(hào)； 迭代單元，用于采用所述目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行迭代運(yùn)算，得到所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 控制單元，用于采用驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制兩個(gè)所述電液伺服作動(dòng)器分別從所述左控制臂的橫向和縱向加載力，控制另外兩個(gè)所述電液伺服作動(dòng)器分別從所述右控制臂的橫向和縱向加載力，所述橫向是指所述前副車架總成的長(zhǎng)度方向，所述縱向是指與所述橫向垂直的方向。
8.一種汽車前副車架總成試驗(yàn)方法，其特征在于，所述方法包括: 采集獲得汽車實(shí)際道路行駛過程中的前副車架總成左和右控制臂球頭銷處橫向和縱向的隨機(jī)應(yīng)變譜； 根據(jù)所述隨機(jī)應(yīng)變譜，得到驅(qū)動(dòng)信號(hào)；采用所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制兩個(gè)電液伺服作動(dòng)器分別從所述左控制臂的橫向和縱向加載力，并控制另外兩個(gè)電液伺服作動(dòng)器分別從所述右控制臂的橫向和縱向加載力，所述橫向是指所述前副車架總成的長(zhǎng)度方向，所述縱向是指與所述橫向垂直的方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述隨機(jī)應(yīng)變譜，得到驅(qū)動(dòng)信號(hào)，包括: 根據(jù)所述隨機(jī)應(yīng)變譜，編輯處理產(chǎn)生目標(biāo)信號(hào)，所述目標(biāo)信號(hào)為力值信號(hào)； 采用所述目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行迭.代運(yùn)算，得到所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01M17/007GK103471856SQ201310389524
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】陳慶灶, 郭喜晨, 杜兵, 仝海軍, 許勝
申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司