一种发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态测试装置的制作方法

本实用新型属于振动噪声控制
技术领域：
，尤其是涉及一种发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态测试装置。
背景技术：
：近年来，汽车的nvh(噪声、振动与声振粗糙度)性能越来越受到关注，逐渐成为消费者购买汽车时的重要因素。发动机是车辆的动力来源，同时也是最主要的噪声与振动源。由于发动机和车身之间通过多个悬置连接，因此悬置的隔振设计非常重要，如果设计不当，发动机的激励力将无法有效隔离，就会传到车辆各个结构，产生明显的噪声和振动，从而影响驾驶员和乘客的舒适型；更甚者会损坏主要零部件，引起耐久安全问题。目前，常见的家用轿车、suv(运动型多用途汽车)、mpv(多用途汽车)多采用钟摆式三点悬置结构，其中后悬置为抗扭拉杆悬置，结构简单、成本低，可以有效的起到既隔离振动传递又限制发动机位移的作用。如果设计不合理，车辆加速时抗扭拉杆悬置的刚体模态会与副车架模态产生耦合，产生严重的噪声和振动。显然在前期悬置选型设计时，抗扭拉杆悬置的刚体模态是需要重点考虑的。然而现有方法都是车辆静止状态进行测试，并不能模拟实际加速过程中悬置橡胶受力发生变形的状态，这样就导致测试的悬置刚体模态频率与实际不符。技术实现要素：有鉴于此，本实用新型旨在提出一种发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态测试装置，以克服现有技术的缺陷，可以在台架装置上施加不同大小的拉力，模拟车辆在不同工况时悬置橡胶变形状态，从而准确、高效的测试出其刚体模态。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态测试装置，包括独立设置的压紧模块和拉伸模块；所述压紧模块包括压紧盖板和压紧底座，所述压紧盖板可拆卸的安装在压紧底座的顶部；所述拉伸模块包括纵向调节母板、纵向调节子板和拉伸滑块；所述纵向调节子板安装在纵向调节母板内，且其在纵向调节母板内的上下安装位置可调节；所述纵向调节子板上安装有拉伸滑块，且其在纵向调节子板上的安装位置可调节。进一步的，所述压紧底座包括第一安装板、支撑板和悬置定位杆；所述第一安装板上设有支撑板，支撑板上安装有悬置定位杆。进一步的，所述压紧盖板套在悬置定位杆上，且其两端均通过紧固件与支撑板连接；优选的，所述第一安装板与支撑板刚性连接，支撑板与悬置定位杆刚性连接。进一步的，所述纵向调节母板包括第二安装板和平行安装在第二安装板上的两个滑槽板；两个滑槽板正对压紧模块一侧均开有一第一定位过孔槽，两个滑槽板相对的一侧均开有一卡槽。进一步的，所述纵向调节子板由“h型”支撑板、拉伸滑块槽、螺旋调节轴构成；所述“h型”支撑板安装在两个滑槽板之间，且其相对于两个滑槽板的上下安装位置可调节；所述“h型”支撑板上安装有所述拉伸滑块槽，所述拉伸滑块槽内安装有螺旋调节轴；优选的，所述“h型”支撑板与所述拉伸滑块槽刚性连接。进一步的，所述“h型”支撑板通过两侧竖板与两个滑槽板的卡槽配合，且“h型”支撑板和两个滑槽板可通过安装在第一定位过孔槽内的紧固件紧固连接；优选的，所述“h型”支撑板中间的横板与水平面平行设置。进一步的，所述拉伸滑块槽为一底部和前侧敞开、内部中空、顶部中间敞开的壳体；拉伸滑块槽顶部两侧均开有一第二定位过孔槽，且第二定位过孔槽与螺旋调节轴平行设置；优选的，所述拉伸滑块槽顶部上表面还安装有位移指针。进一步的，所述螺旋调节轴包括调节摇柄和螺纹杆；所述螺纹杆位于拉伸滑块槽内部，且其远离压紧模块一端伸出拉伸滑块槽，并与位于拉伸滑块槽外的调节摇柄连接。进一步的，所述拉伸滑块包括滑块底座和拉伸头；所述滑块底座上端可拆卸连接有拉伸头，滑块底座下端卡合在拉伸滑块槽内部，且两者光滑面接触；滑块底座下端套在螺旋调节轴上，且两者螺纹连接；滑块底座下端还安装有位移刻度表；优选的，所述滑块底座为倒t字形；更优选的，所述滑块底座下端为两级台阶状，位于下端的台阶状部分卡合在拉伸滑块槽内部，且其上表面设有用于与拉伸滑块槽紧固的定位螺孔；位于上端的台阶状部分卡合在拉伸滑块槽顶部中间敞开的部位，且位于上端的台阶状部分的上表面设有所述位移刻度表；进一步优选的，所述滑块底座上端与拉伸头之间可拆卸连接有拉力传感器。本实用新型的另一个目的在于，提出一种应用如上所述的发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态测试装置进行发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态测试的方法，以测试发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态。一种发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态的测试方法，包括样件安装的步骤：1)将压紧模块、拉伸模块，固定在模态测试专用铁地板上；2)将抗扭拉杆悬置大尺寸端穿过悬置定位杆放在支撑板上，压紧盖板中部定位过孔穿过悬置定位杆，再将压紧盖板与支撑板固定；3)将抗扭拉杆悬置小尺寸端拉伸头固定连接，随后：拉力测试时，在拉伸头与滑块底座之间安装连接拉力传感器；位移测试时，拉伸头直接与滑块底座连接。优选的，所述发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态的测试方法还包括位置调节的步骤：s1：上下调节拉伸模块的纵向调节子板，使抗扭拉杆悬置水平角度与车载角度相同，固定纵向调节子板；s2：手动摇动调节摇柄带动螺纹杆转动调整水平拉伸位置，其中位置的控制：如果已知橡胶变形量，调节过程通过位移刻度表和位移指针2222控制所需位移量；如果已知拉力，则通过拉力传感器数值进行位置控制；s3：调节到位后，固定拉伸滑块位置，保证足够水平拉伸刚度。优选的，所述发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态的测试方法还包括进行刚体模态测试的步骤。相对于现有技术，本实用新型所述的一种发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态测试装置具有以下优势：1、可模拟抗扭拉杆悬置在车辆不同工况下橡胶主簧变形状态，模态测试结果更加真实、快速、有效；2、可以匹配多种不同形状、尺寸和安装角度的悬置，具有很强的通用性；3、在获得模态结果的同时，集位移量测试、拉力测试与一体，对抗扭拉杆悬置的研究更加全面。本实用新型所述的发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态的测试方法与上述发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态测试装置相对于现有技术的优势基本相同，在此不再赘述。附图说明构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：图1为本实用新型所述发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态测试装置一个角度的结构示意图；图2为本实用新型所述发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态测试装置另一个角度的结构示意图；图3为压紧模块结构示意图；图4为拉伸模块结构示意图；图5为纵向调节母板结构示意图；图6为纵向调节子板的立体结构示意图；图7为纵向调节子板的俯视结构示意图；图8为拉伸滑块结构示意图；图9为悬置样件安装示意图。附图标记说明：1-压紧模块；11-压紧盖板；111-定位杆过孔；112-螺栓过孔；12-压紧底座；121-第一安装板；122-支撑板；123-悬置定位杆；2-拉伸模块；21-纵向调节母板；211-第二安装板；212-滑槽板；213-第一定位过孔槽；22-纵向调节子板；221-“h型”支撑板；222-拉伸滑块槽；2221-第二定位过孔槽；2222-位移指针；223-螺旋调节轴；2231-调节摇柄；2232-螺纹杆；23-拉伸滑块；231-滑块底座；232-拉力传感器；233-拉伸头；234-位移刻度表；235-定位螺孔；236-螺纹过孔；3-抗扭拉杆悬置。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本发明所述的一种发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态测试装置，包括压紧模块1和拉伸模块2两个独立模块，如图1、2所示。这两个独立模块使用时可以使用地脚螺栓或夹板固定在专用铁地板上。压紧模块和拉伸模块具体结构如下：如图3所示，压紧模块由压紧盖板11、压紧底座12组成，所述压紧盖板11可拆卸的安装在压紧底座12的顶部。具体来说：压紧盖板11中间设有定位杆过孔111，两端设有两个螺栓过孔112。压紧底座12由第一安装板121、支撑板122、悬置定位杆123组成，所述第一安装板121上设有支撑板122，支撑板122上安装有悬置定位杆123，支撑板122顶部两端开有螺孔。作为一种较佳的连接方式，第一安装板121与支撑板122刚性连接，悬置定位杆123在支撑板122上端中间位置与支撑板122刚性连接。使用时，可以采用在将压紧盖板11套在定位杆过孔111上，再采用螺栓插入压紧盖板11和压紧底座同侧螺栓过孔112或螺孔并拧紧的方式，对两者进行紧固连接。如图4所示，拉伸模块2由纵向调节母板21、纵向调节子板22、拉伸滑块23组成。所述纵向调节子板22安装在纵向调节母板21内，且其在纵向调节母板21内的上下安装位置可调节；所述纵向调节子板22上安装有拉伸滑块23，且其在纵向调节子板22上的安装位置可调节。如图5所示，作为本实用新型可选的一种实施方式，纵向调节母板21由第二安装板211、两个滑槽板212、第一定位过孔槽213组成。其中，两个滑槽板212平行的安装在第二安装板211上，具体到安装方式，滑槽板212与第二安装板211可以优选刚性连接。滑槽板212内测开有卡槽，外侧开有第一定位过孔槽213，更为具体的说是，两个滑槽板212相对的一侧均开有一卡槽，两个滑槽板212在使用状态下正对压紧模块1一侧均开有一第一定位过孔槽213。如图6和图7所示，作为本实用新型一个可选的实施方式，纵向调节子板22由“h型”支撑板221、拉伸滑块槽222、螺旋调节轴223组成。所述“h型”支撑板221安装在两个滑槽板212之间，且其相对于两个滑槽板212的上下安装位置可调节。具体来说，“h型”支撑板221通过两侧卡板(“h型”支撑板221由两块相互平行的竖板和设在它们之间的横板构成，因此，这里卡板也即“h型”结构的竖板)与滑槽板212卡槽配合，这里“h型”支撑板221的卡板可以与其所在的滑槽板212的卡槽通过光滑面连接，也可以间隙连接，只要保证两者可以上下相对移动即可，这样就可以实现纵向调节子板22在纵向调节母板21内上下滑动。与此同时，可以通过紧固件对h型”支撑板221和两个滑槽板212紧固连接，固定两个滑槽板212在h型”支撑板221卡槽内的上下安装位置，具体来说，使用螺栓穿过位置相对应的第一定位过孔槽213与“h型”支撑板侧边的定位螺孔2211配合，对纵向调节子板22的上下位置进行固定。对于拉伸滑块槽222与“h型”支撑板221的连接方式，可以优选刚性连接。作为本实用新型一种可选的实施方式，所述拉伸滑块槽222为一底部和前侧(也即正对压紧模块一侧)敞开、内部中空、顶部中间敞开的壳体。为了方便对拉伸滑块的固定，在拉伸滑块槽222顶部两侧均开有一第二定位过孔槽2221，同时，为了配合后续位移刻度表234读出拉伸滑块23位移量，在拉伸滑块槽222顶部上表面还安装有位移指针2222，位移指针2222的安装方式优选焊接。所述螺旋调节轴223与第二定位过孔槽2221及拉伸滑块槽222顶部中间敞开的部分平行设置。作为本实用新型一种可选的实施方式，螺旋调节轴223包括调节摇柄2231和螺纹杆2232；所述螺纹杆2232位于拉伸滑块槽222内部，且处在拉伸滑块槽222的中心位置，其一端正对拉伸滑块槽222前侧敞开部位，另一端远离压紧模块1，且远离压紧模块1一端穿过并伸出拉伸滑块槽222，与位于拉伸滑块槽222外的调节摇柄2231连接(可以是螺纹连接)。如图8所示，作为本实用新型一种可选的实施方式，所述拉伸滑块23包括滑块底座231和拉伸头233。所述滑块底座231上端可拆卸连接有拉伸头233，滑块底座231下端卡合在拉伸滑块槽222内部，且两者光滑面接触。具体来说，拉伸头233与滑块底座231可拆卸连接的方式可以是螺纹连接。滑块底座231成倒“t型”，所述滑块底座231下端为两级台阶状，位于下端的台阶状部分卡合在拉伸滑块槽222内部，且其上表面设有用于与拉伸滑块槽222紧固的定位螺孔235；位于上端的台阶状部分卡合在拉伸滑块槽222顶部中间敞开的部位，且位于上端的台阶状部分的上表面设有所述位移刻度表234。所述滑块底座231下端还开有与定位螺孔235垂直设置的螺纹过孔236，螺旋调节轴223螺纹杆2232一端穿过螺纹过孔236，螺纹过孔236与螺旋调节轴223上螺纹配合，螺旋调节轴223固定在拉伸滑块槽222一端，转动螺旋调节轴223外侧调节摇柄2231可实现拉伸滑块23与拉伸滑块槽222产生位移，进而实现拉伸滑块23在拉伸滑块槽内手动水平调节精确，并通过螺栓穿过定位孔槽2221和定位螺孔235固定水平位置，保证有足够拉伸刚度。拉伸滑块槽222上设有位移指针2222设计，拉伸滑块23的滑块底座231上有位移刻度表234，当拉伸滑块23在拉伸滑块槽222内部水平移动产生位移时，通过位移指针2222和位移刻度表234可读出拉伸滑块23位移量。作为本实用新型一种可选的实施方式，还可以在拉伸滑块23上，拉伸头233与滑块底座231之间采用螺纹连接等可拆卸的连接方式连接有拉力传感器232，当测试拉力时通过拉力传感器232上螺柱与滑块底座231和拉伸头233连接；如测试拉伸位移量，将拉伸头233可直接与滑块底座连接。在结构设计上拉伸头233可实现在纵向、水平方向调节，以匹配更多种类悬置。本发明创造所述的一种发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态测试方法，包括以下步骤：1、样件安装：1)将压紧模块1、拉伸模块2，固定在模态测试专用铁地板上；2)将抗扭拉杆悬置大尺寸端(也即车身侧)穿过悬置定位杆123放在支撑板122上，压紧盖板11中部定位过孔111穿过悬置定位杆123，再使用螺栓穿过压紧盖板11两端螺栓过孔112与支撑板122上螺孔打紧固定；3)将抗扭拉杆悬置小尺寸端(也即发动机侧)通过螺母和螺栓与拉伸滑块23上的拉伸头233固定连接。拉力测试时，在拉伸头233与滑块底座231之间安装连接拉力传感器232；位移测试时，拉伸头233直接与滑块底座231连接。悬置样件安装示意图见图9。2、位置调节：1)安装完毕之后，上下调节拉伸模块2的纵向调节子板22，使抗扭拉杆悬置水平角度与车载角度相同，使用螺栓通过第一定位过孔槽213和定位螺孔2211将纵向调节子板固定；2)手动摇动调节摇柄2231带动螺纹杆2232转动调整水平拉伸位置。如果已知橡胶变形量，调节过程通过位移刻度表234和位移指针2222控制所需位移量；如果已知拉力，则通过拉力传感器232数值进行位置控制。调节到位后，使用螺栓通过第二定位过孔槽2221和定位螺孔235固定拉伸滑块位置，保证足够水平拉伸刚度。3、进行模态测试。下面结合具体实施例来说明应用本实用新型所述的发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态测试装置测试发动机抗扭拉杆悬置的刚体模态的方法。实施例1已知某轿车抗扭拉杆悬置在三挡全油门加速工况橡胶位移量为9.5mm，1测试该工况下刚体模态，测试步骤如下：1、将压紧模块和拉伸模块分别固定安装到测试专用铁地板上；2、使用压紧盖板，将抗扭拉杆悬置大尺寸端固定安装在压紧底座上；3、取下拉伸滑块上的拉力传感器，将抗扭拉杆悬置小尺寸端与拉伸滑块连接；4、上下调节拉伸模块的纵向调节子板，使悬置水平角度与车载角度相同(本例为5°)，然后通过螺栓将纵向调节子板固定；5、手动调节摇柄，调整水平拉伸位移量为9.5mm；6、在抗扭拉杆悬置上布置6个加速度传感器并绘制几何模型；7、移动力锤，分别敲击各测点，获得相应的传递函数；8、计算抗扭拉杆悬置刚体模态，测试结果如表1所示。表1实施例1抗扭拉杆悬置的刚体模态测试结果序号频率(hz)振型162绕y轴转动2114绕x轴转动3127绕z轴转动4269y向平动5368x向平动6758z向平动实施例2已知某suv车抗扭拉杆悬置在三挡全油门加速工况受到的拉力为3361n，测试该工况下刚体模态，测试步骤如下：1、将压紧模块和拉伸模块分别固定安装到测试专用铁地板上；2、使用压紧盖板，将抗扭拉杆悬置大尺寸端固定安装在压紧底座上；3、在拉伸滑块上安装拉力传感器，并将抗扭拉杆悬置小尺寸端与拉伸滑块连接；4、上下调节拉伸模块的纵向调节子板，使悬置水平角度与车载角度相同(本例为6°)，然后通过螺栓将纵向调节子板固定；5、手动调节摇柄，调整拉力为3361n；6、在抗扭拉杆悬置上布置6个加速度传感器并绘制几何模型；7、移动力锤，分别敲击各测点，获得相应的传递函数；8、计算抗扭拉杆悬置刚体模态，测试结果如表2所示。表2实施例2抗扭拉杆悬置的刚体模态测试结果需要说明的是：实施例1和实施例2中绘制几何模型、获得传递函数等均为本领域的公知内容，并非为本实用新型的保护重点。本实用新型所述的位移传感器均为市售普通位移传感器。本实用新型所有附图中的坐标系都是汽车上的通用的坐标系，实施例1和实施例2测试结果中的x、y、z轴也均为汽车上通用坐标系中的x、y、z轴。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。当前第1页12