一种商用车蓄电池支架总成多轴加载试验台架及耐久试验方法与流程

本发明属于汽车产品性能测试技术领域,尤其涉及一种商用车蓄电池支架总成多轴加载试验台架及耐久试验方法。

背景技术：

蓄电池是汽车上非常重要的零部件之一，它在汽车上与发电机并联，并向用电设备供电，蓄电池应被牢固地固定在汽车纵梁上，避免在汽车启动、行驶过程中出现蓄电池支架松动、开脱等情况。

蓄电池支架总成承载着蓄电池质量，一旦发生断裂将会直接导致蓄电池的脱落，尤其对于行驶路面状况较差的工程用车来说，路面冲击大，蓄电池支架总成的工作环境更加恶劣，因此在产品开发过程中对蓄电池支架总成进行耐久性能考核，使其满足整车的使用要求十分必要。

迄今为止，国内汽车行业针对蓄电池支架总成耐久试验考核方法，主要是在整车道路试验及试验场试验过程中进行监测，费时费力，而且重复性差，影响产品开发进程；台架试验方法能够在很大程度上克服实车道路试验方法的缺陷，但目前尚没有用于测试蓄电池支架总成耐久性能的试验台架。因此，希望有一种技术方案能够提供一种测试蓄电池支架总成耐久性能的试验台架及试验方法。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的缺点，本发明的目的在于提供一种商用车蓄电池支架总成多轴加载试验台架及耐久试验方法用于测试蓄电池支架总成的耐久性能。

本发明通过如下技术方案实现：

一种商用车蓄电池支架总成多轴加载试验台架，包括加载装置、模拟车架7及连接夹具8；所述连接夹具8与模拟车架7固定连接，所述模拟车架及连接夹具将所述加载装置及蓄电池支架总成连接构成多轴加载系统；

其中，加载装置包括第一加载装置及第二加载装置；

所述第一加载装置包括固定在铁地板上的纵向作动器支座1、固定在所述支座上的纵向作动器11、变向三角架12及纵向加载导杆13；纵向作动器11的固定端与纵向作动器支座1的底部铰接，纵向加载导杆13与模拟车架7的纵向端面连接，变向三角架12的两个自由端分别与纵向作动器活塞杆端18及纵向加载导杆导向端14铰接；

所述第二加载装置包括固定在铁地板上的垂向作动器底座41、垂向作动器4、垂向作动器活塞杆端43及垂向作动器固定支撑45；其中，垂向作动器4通过垂向作动器固定端万向节轴承42与垂向作动器底座41连接，垂向作动器活塞杆端43通过垂向作动器活塞杆端万向节轴承44与连接夹具8连接；

所述的第一加载装置的个数为3个，分别设置在模拟车架7水平纵向加载端面、水平前侧向加载端面及水平后侧向加载端面；所述的第二加载装置的个数为3个，分别设置在模拟车架7水平纵向加载端面下方、后侧向加载端面下方及后侧向加载端面对称位置，通过六个加载装置的协调运动，能够在试验室内再现蓄电池支架总成空间六自由度的振动状态。

进一步地，所述纵向加载导杆13通过纵向加载导杆压力端万向节轴承16及连接夹具8与模拟车架7连接。

进一步地，所述变向三角架12通过变向三角架支撑端17与纵向作动器支座1的上端固定连接。

进一步地，所述第一加载装置还包括辅助支撑杆19，用于支撑纵向加载导杆13。

进一步地，所述的第二加载装置还包括支撑销轴46，将支撑销轴46插入垂向作动器垂向固定支撑45的圆孔内，用于保证垂向作动器处于直立状态，并在所述试验台架搭建完成后拔出支撑销轴46。

进一步地，所述的模拟车架7由槽钢焊接而成，中间由工字钢焊接2根模拟车架支撑梁71，拐角处焊接模拟车架支撑板72，提高拐角处支撑强度。

应用上述多轴加载耐久试验台架，建立蓄电池支架耐久试验方法,具体步骤如下：

步骤s1：采集蓄电池支架总成及所述总成与车架连接位置附近车架上的振动加速度信号；

步骤s2：确定蓄电池支架总成多轴加载台架试验模拟迭代控制通道；

步骤s3：通过台架模拟迭代获取台架驱动信号进行耐久试验。

步骤s1包括：

步骤s11：结合所述多轴加载试验台架模拟车架与加载装置连接位置，以模拟车架侧向中心轴为蓄电池支架总成连接中心，同时以蓄电池支架总成连接中心为基准，在蓄电池支架总成底板边缘及所述总成与实车车架连接位置附近车架上布置7处三向加速度传感器；布置位置分别对应模拟车架水平纵向加载端面两侧拐角位置、前侧向加载端面及其对称面位置、后侧向加载端面及其对称面位置及蓄电池支架总成底板悬空端边缘位置；

步骤s12：将所述传感器与数据采集系统连接；

步骤s13：将车辆驶入试验场强化路；

步骤s14：利用所述数据采集系统在实车工况下采集s11中所述车架上及蓄电池支架总成上加速度传感器布置位置的振动加速度信号；

步骤s15：保存所述测试点的振动加速度信号；

步骤s2包括：

步骤s21：对s1中采集到的所述测点振动加速度信号进行基本数据处理；其中，基本数据处理包括通道提取、去除毛刺、去除趋势项、滤波及路面信号分段；

步骤s22：利用本发明所述蓄电池支架总成多轴加载耐久试验台架，在模拟车架及蓄电池支架总成上安装和s11步骤中相同的加速度传感器；

步骤s23：分别选取模拟车架水平纵向加载端面左侧拐角位置加速度传感器纵向及垂向数据通道(x轴、z轴方向)、模拟车架后侧向加载端面位置加速度传感器侧向数据通道(y轴方向)及后侧向加载端面对称面位置加速度传感器垂向数据通道(z轴方向)、蓄电池支架总成底板悬空端边缘加速度传感器x、y、z三个方向的数据通道共7个通道作为模拟迭代控制通道。

步骤s3包括：

步骤s31：利用本发明所述蓄电池支架多轴加载耐久试验台架，在rfc远程控制软件setup模块中建立远程控制站台，并完成系统参数设置；

步骤s32：在rfc远程控制软件tfmeasure模块中设置白噪声信号的幅值、功率谱曲线参数生成白噪声信号，并利用白噪声信号驱动台架，同时通过s22中所布置的加速度传感器获取台架响应信号，进而求取所述蓄电池支架多轴加载试验系统传递函数；

步骤s33：通过rfc软件求取s32中获得的所述系统传递函数的逆函数，并在rfc软件iteration模块中通过模拟迭代方法获取台架驱动信号，直到模拟迭代误差要求小于20％结束。

本发明所述的蓄电池支架总成多轴加载试验台架及耐久试验方法，能够在试验室内真实再现蓄电池支架总成实车工况下空间六自由度的振动状态及受力状态，进而实现对蓄电池支架总成的耐久性能考核及试验认证。

1.本发明所述商用车蓄电池支架总成多轴加载试验台架，通过模拟车架将6个加载装置连接，成功实现了商用车蓄电池支架总成多轴加载功能，并能够通过6个加载装置的协调运动再现商用车蓄电池支架总成的实际振动状态。

2.本发明所述商用车蓄电池支架总成多轴加载耐久试验方法，具备驱动信号稳定、可控，重复性好，不受人员、气候和环境等因素的影响，试验结果可比性强等优点，并且能够在试验室内真实再现蓄电池支架总成实车工况下的振动状态及受力状态，进而实现对蓄电池支架总成的耐久性能考核及试验认证。

3.本发明所述的商用车蓄电池支架总成多轴加载耐久试验方法，能够快速有效的验证蓄电池支架总成在产品开发阶段的耐久性，早期暴漏蓄电池支架总成在产品设计、制造、工艺、材料、装配的等方面存在的问题，缩短产品开发周期，加速产品开发进程，有效的解决了整车道路试验及试验场试验费时费力，而且重复性差的缺陷。

附图说明

图1为本发明实施例多轴加载试验台架的结构示意图；

图2为本发明实施例的蓄电池支架总成数据采集传感器测点位置示意图；

图3为本发明实施例的蓄电池支架总成多轴加载试验台架传感器布置位置示意图；

图中：1、纵向作动器支座；11、纵向作动器；12、变向三角架；13、纵向加载导杆；14、纵向加载导杆导向端；15、纵向加载导杆压力端；16、纵向加载导杆压力端万向节轴承；17、变向三角架支撑端；18、纵向作动器活塞杆端；19、辅助支撑杆；2、第一侧向作动器支座；3、第二侧向作动器支座；4、垂向作动器；41、垂向作动器底座；42、垂向作动器固定端万向节轴承；43、垂向作动器活塞杆端；44、垂向作动器活塞杆端万向节轴承；45、垂向作动器垂向固定支撑；46、支撑销轴；5、第二加载装置ⅱ；7、模拟车架；71、模拟车架支撑梁；72、模拟车架支撑板；8、连接夹具；9、蓄电池支架总成。

具体实施方式

以下结合附图对本发明所述的蓄电池支架总成多轴加载试验台架进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明的技术方案，但并不因此限制本发明的保护范围。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种商用车蓄电池支架总成多轴加载试验台架，包括加载装置、模拟车架7及连接夹具8；所述连接夹具8与模拟车架7固定连接，所述模拟车架及连接夹具将所述加载装置及蓄电池支架总成连接构成多轴加载系统；其中，加载装置包括第一加载装置及第二加载装置；

所述第一加载装置包括固定在铁地板上的纵向作动器支座1、固定在所述支座上的纵向作动器11、变向三角架12及纵向加载导杆13；纵向作动器11的固定端与纵向作动器支座1的底部铰接，纵向加载导杆13与模拟车架7的纵向端面连接，变向三角架12的两个自由端分别与纵向作动器活塞杆端18及纵向加载导杆导向端14铰接；

所述第二加载装置包括固定在铁地板上的垂向作动器底座41、垂向作动器4、垂向作动器活塞杆端43及垂向作动器固定支撑45；其中，垂向作动器4通过垂向作动器固定端万向节轴承42与垂向作动器底座41连接，垂向作动器活塞杆端43通过垂向作动器活塞杆端万向节轴承44与连接夹具8连接；

所述的第一加载装置的个数为3个，分别设置在模拟车架7水平纵向加载端面、水平前侧向加载端面及水平后侧向加载端面；所述的第二加载装置的个数为3个，分别设置在模拟车架7水平纵向加载端面下方、后侧向加载端面下方及后侧向加载端面对称位置，通过六个加载装置的协调运动，能够在试验室内再现蓄电池支架总成空间六自由度的振动状态。

进一步地，所述纵向加载导杆13通过纵向加载导杆压力端万向节轴承16及连接夹具8与模拟车架7连接。

进一步地，所述变向三角架12通过变向三角架支撑端17与纵向作动器支座1的上端固定连接。

进一步地，所述第一加载装置还包括辅助支撑杆19，用于支撑纵向加载导杆13。

进一步地，所述的第二加载装置还包括支撑销轴46，将支撑销轴46插入垂向作动器垂向固定支撑45的圆孔内，用于保证垂向作动器处于直立状态，并在所述试验台架搭建完成后拔出支撑销轴46。

进一步地，所述的模拟车架7由槽钢焊接而成，中间由工字钢焊接2根模拟车架支撑梁71，拐角处焊接模拟车架支撑板72，提高拐角处支撑强度。

应用上述多轴加载耐久试验台架，建立蓄电池支架耐久试验方法,具体步骤如下：

步骤s1：采集蓄电池支架总成及所述总成与车架连接位置附近车架上的振动加速度信号；

步骤s11：如图2所示，结合所述多轴加载试验台架模拟车架与加载装置连接位置，以模拟车架侧向中心轴为蓄电池支架总成连接中心，同时以蓄电池支架总成连接中心为基准，在蓄电池支架总成底板边缘及所述总成与实车车架连接位置附近车架上布置7处三向加速度传感器；布置位置分别对应模拟车架水平纵向加载端面两侧拐角位置、前侧向加载端面及其对称面位置、后侧向加载端面及其对称面位置及蓄电池支架总成底板悬空端边缘位置；

步骤s12：将所述传感器与数据采集系统连接；

步骤s13：将车辆驶入试验场强化路；

步骤s14：利用所述数据采集系统在实车工况下采集s11中所述车架上及蓄电池支架总成上加速度传感器布置位置的振动加速度信号；

步骤s15：保存所述测试点的振动加速度信号；

步骤s2：确定蓄电池支架总成多轴加载台架试验模拟迭代控制通道；

步骤s21：对s1中采集到的所述测点振动加速度信号进行基本数据处理；其中，基本数据处理包括通道提取、去除毛刺、去除趋势项、滤波及路面信号分段；

步骤s22：如图3所示，利用本发明所述蓄电池支架总成多轴加载耐久试验台架，在模拟车架及蓄电池支架总成上安装和s11步骤中相同的加速度传感器；

步骤s23：分别选取模拟车架水平纵向加载端面左侧拐角位置测点1加速度传感器纵向及垂向数据通道(x轴、z轴方向)、模拟车架后侧向加载端面位置测点5加速度传感器侧向数据通道(y轴方向)及后侧向加载端面对称面位置测点6加速度传感器垂向数据通道(z轴方向)、蓄电池支架总成底板悬空端边缘位置测点7加速度传感器x、y、z三个方向的数据通道共7个通道作为模拟迭代控制通道。

步骤s3：通过台架模拟迭代获取台架驱动信号进行耐久试验。

步骤s31：利用本发明所述蓄电池支架多轴加载耐久试验台架，在rfc远程控制软件setup模块中建立远程控制站台，并完成系统参数设置；

步骤s32：在rfc远程控制软件tfmeasure模块中设置白噪声信号的幅值、功率谱曲线参数生成白噪声信号，并利用白噪声信号驱动台架，同时通过s22中所布置的加速度传感器获取台架响应信号，进而求取所述蓄电池支架多轴加载试验系统传递函数；

步骤s33：通过rfc软件求取s32中获得的所述系统传递函数的逆函数，并在rfc软件iteration模块中通过模拟迭代方法获取台架驱动信号，直到模拟迭代误差要求小于20％结束。

作为优选的，本发明所示耐久试验方法，采用实车工况下蓄电池支架总成的振动信号作为目标，通过模拟迭代获得台架驱动信号，能够在试验室内真实再现蓄电池支架总成实车工况下空间六自由度的振动状态及受力状态。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。