一种用于汽车B柱零部件的动态冲击试验装置的制作方法

本实用新型涉及汽车零部件冲击试验领域，特别涉及一种用于汽车b柱零部件的动态冲击试验装置。

背景技术：

汽车b柱零部件(以下简称b柱)主要用来支撑车顶和前后车门，以及装配如安全带、电线等部件。b柱作为车上重要的安全部件，当车辆受到来自侧面的撞击时，对乘员起到了非常重要的安全保护作用。汽车整车的轻量化作为现如今热门的研究内容，b柱的轻量化在其中也扮演着非常重要的角色。b柱的轻量化大体需要从选材、结构优化设计和新工艺的应用这三个方面入手，其中高强度钢在b柱上的应用变得越发广泛。伴随着新材料新工艺以及新结构在b柱上的应用，对于b柱的碰撞冲击性能的研究和分析变得尤为重要。新应用的引入是为了实现b柱轻量化和整车轻量化，而对b柱进行碰撞冲击试验，则是为了检验b柱本身的安全性和可靠性，以及进一步指导b柱在选材、结构和工艺上更好的优化应用。b柱安全性和可靠性的研究相对复杂，在汽车发生侧碰时，承载着较为复杂的机械载荷，为满足性能要求，需要其材料本身具备较高的力学性能，同时还需起到保护乘员的作用。为了缩短产品开发周期及降低开发成本，目前行业里使用较多的是利用有限元仿真技术进行结构设计。但b柱结构相对复杂且对其各方面的性能要求比较高，单一地通过仿真方法已经不能准确反应其受力情况及破坏状态。因此，十分有必要通过冲击试验的手段获得b柱在高速动态下的力学响应和破坏行为。

目前，利用有限元仿真技术可以模拟b柱在承受侧向碰撞载荷下的受力和破坏行为，但不能完全反映实际的应用工况，利用有限元仿真技术难以准确获取包括速度、载荷、加速度、位移和变形量在内的实际数据结果。而落锤试验设备本身无法直接用于b柱高速冲击试验，需要结合具体的试验方法设计相应的试验装置才能满足试验要求。

技术实现要素：

为了解决现有技术的问题，本实用新型提供了一种用于汽车b柱零部件的动态冲击试验装置，所述技术方案如下：

本实用新型提供了一种用于汽车b柱零部件的动态冲击试验装置，包括

用于限制汽车b柱零部件移动的限位机构，所述限位机构包括第一支撑块和第二支撑块，所述第一支撑块和所述第二支撑块均用于支撑所述汽车b柱零部件，所述第一支撑块设有第一挡块和第二挡块，所述第一挡块和所述第二挡块分别紧靠所述汽车b柱零部件的两侧，所述第二支撑块设有第三挡块和第四挡块，所述第三挡块和所述第四挡块分别紧靠所述汽车b柱零部件的两侧；

用于对汽车b柱零部件进行撞击的冲撞机构，所述冲撞机构包括锤头，所述锤头直接与所述汽车b柱零部件碰撞，所述锤头设有加速度传感器；

用于检测汽车b柱零部件形变的检测机构，所述检测机构采用非接触式测量方式。

进一步地，所述第一挡块和所述第二挡块均通过螺栓固定在所述第一支撑块上，所述第三挡块和所述第四挡块均通过螺栓固定在所述第二支撑块上。

进一步地，所述限位机构还包括第一钢条和第二钢条，所述汽车b柱零部件的两端为t形结构，所述第一钢条和所述第二钢条分别对应焊接在所述汽车b柱零部件的两端，所述第一钢条的长度大于所述第一挡块和所述第二挡块之间的距离，所述第二钢条的长度大于所述第三挡块和所述第四挡块之间的距离。

进一步地，所述第一支撑块和所述第二支撑块相对平行设置，所述第一钢条和所述第二钢条均与所述第一支撑块相对平行设置。

进一步地，所述锤头通过落锤试验设备自由下落冲撞所述汽车b柱零部件。

进一步地，所述锤头的底部为曲面弧形结构。

进一步地，所述第一支撑块和所述第二支撑块均固定在所述落锤试验设备的t型台面上。

进一步地，所述检测机构包括摄像机，所述摄像机用于拍摄所述锤头撞击所述汽车b柱零部件的整个过程。

进一步地，所述检测机构还包括图像处理模块，所述图像处理模块用于比对所述摄像机拍摄的图像并输出不同时间段内所述锤头的位移。

进一步地，所述锤头还设有无线通信模块，所述无线通信模块用于将所述加速度传感器实时测量的数据无线输出。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果如下：

a.与落锤试验设备配合使用，可实现不同冲击能量下的试验；

b.保证了b柱在冲击过程中的稳定性和可靠性；

c.结构简单，制造成本低，安全可靠；

d.可以准确获取试验过程中的实际速度、加速度、冲击载荷、位移和变形量；

e.缩短客户产品开发周期及降低开发成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的用于汽车b柱零部件的动态冲击试验装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的用于汽车b柱零部件的动态冲击试验装置的正视图；

图3是本实用新型实施例提供的用于汽车b柱零部件的动态冲击试验装置的俯视图；

图4是本实用新型实施例提供的用于汽车b柱零部件的动态冲击试验装置的仰视图。

其中，附图标记分别为：1-汽车b柱零部件，2-锤头，31-第一支撑块，32-第二支撑块，41-第一挡块，42-第二挡块，43-第三挡块，44-第四挡块，5-螺栓，61-第一钢条，62-第二钢条。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实用新型的一个实施例中，提供了一种用于汽车b柱零部件的动态冲击试验装置，参见图1，包括用于限制汽车b柱零部件1移动的限位机构、用于对汽车b柱零部件1进行撞击的冲撞机构和用于检测汽车b柱零部件1形变的检测机构，所述限位机构包括第一支撑块31和第二支撑块32，所述第一支撑块31和所述第二支撑块32均用于支撑所述汽车b柱零部件1，所述第一支撑块31设有第一挡块41和第二挡块42，所述第一挡块41和所述第二挡块42均通过螺栓5固定在所述第一支撑块31上，并且分别紧靠所述汽车b柱零部件1的两侧，所述第二支撑块32设有第三挡块43和第四挡块44，所述第三挡块43和所述第四挡块44均通过螺栓5固定在所述第二支撑块32上，并且分别紧靠所述汽车b柱零部件1的两侧；

所述冲撞机构包括锤头2，参见图2和图3，所述锤头2通过落锤试验设备自由下落冲撞所述汽车b柱零部件1，所述锤头2直接与所述汽车b柱零部件1碰撞，所述第一支撑块31和所述第二支撑块32均固定在所述落锤试验设备的t型台面上。所述锤头2设有加速度传感器和无线通信模块，所述加速度传感器实时测量所述锤头2运动时的加速度，所述无线通信模块用于将所述加速度传感器实时测量的数据无线输出，所述锤头2的底部为曲面弧形结构，具体地，所述锤头2呈半圆柱状，其侧向曲面朝下进行冲撞，以便于对汽车b柱零部件1某位置形成准确冲撞，冲撞的瞬间形成线接触；

所述检测机构采用非接触式测量方式，具体地，所述检测机构包括摄像机和图像处理模块，所述摄像机用于拍摄所述锤头2撞击所述汽车b柱零部件1的整个过程，所述摄像机为高速摄像机，所述图像处理模块用于比对所述摄像机拍摄的图像并输出不同时间段内所述锤头2的位移，比如对比锤头2刚碰撞汽车b柱零部件1的瞬间拍摄位置和结束碰撞汽车b柱零部件1的瞬间拍摄位置，以得到冲击位移，在结合拍摄的时间差，以得到该时间段内的速度。

在本实用新型的一个实施例中，参见图2和图4，所述限位机构还包括第一钢条61和第二钢条62，所述第一钢条61和所述第二钢条62均与所述第一支撑块31相对平行设置，所述第一支撑块31和所述第二支撑块32相对平行设置，所述第一钢条61的长度大于所述第一挡块41和所述第二挡块42之间的距离，所述第二钢条62的长度大于所述第三挡块43和所述第四挡块44之间的距离，所述汽车b柱零部件1的两端为t形结构，所述第一钢条61和所述第二钢条62分别对应焊接在所述汽车b柱零部件1的两端，即t形的翼缘位置处，而两个支撑块位于所述汽车b柱零部件1的主体位置处，即t形的腹板位置处，四个挡块优先同时紧靠t形的翼缘位置和腹板位置，便于与钢条配合以限制所述汽车b柱零部件1的水平移动，所述汽车b柱零部件1的两端向下倾斜一定角度，并且端部为向外扩散状，以便于与挡板配合限制所述汽车b柱零部件1的上下移动。

在本实用新型的一个实施例中，汽车b柱零部件1安放于两个支撑快上，即第一支撑块31和第二支撑块32，两个支撑块以相对一定距离固定在落锤试验设备的t型台面上，锤头2固定于落锤试验设备的中心位置，落锤试验设备本身可实现对锤头2的自由落体释放，从而实现对汽车b柱零部件1的高速冲击，冲击能量由锤头2的质量和释放高度决定，锤头2的质量和释放高度以及汽车b柱零部件1和两个支撑块相对于锤头的位置以具体的试验要求而定。同时，为保证汽车b柱零部件1在高速冲击下的稳定性，即汽车b柱零部件1本身不发生失稳且不从支撑块上窜出，在本实施例中还在b柱两端焊接两根一定尺寸的钢条，即第一钢条61和第二钢条62，同时在两端的支撑块上各添加2个挡块，挡块用螺栓5锁紧在支撑块上。本实施例中的载荷测量主要通过加速度传感器实现，通过加速度传感器测量加速度和冲击载荷，位移测量主要通过非接触测量方式获取，通过非接触测量方式可以获取实际的冲击速度、冲击位移和变形量，非接触测量方式是指通过高速摄像机拍摄整个的试验过程，后期通过图像处理模块得到试验过程中锤头的冲击位移，进而获取b柱的变形情况。本实施例实现了汽车b柱零部件能够承受高速冲击的受载工况，同时在本实施例中所提到的载荷测量方法和位移测量方法可以间接获取汽车b柱零部件承受的轴向载荷和变形。

在本实用新型的一个实施例中，使用所述动态冲击试验装置时，在汽车b柱零部件的两端分别焊接上钢条，将汽车b柱零部件放置在支撑块上，并通过挡块限制所述汽车b柱零部件的移动；选择合适质量的锤头，并通过落锤试验设备调整锤头的释放位置；释放所述锤头，并启动摄像头拍摄所述锤头撞击所述汽车b柱零部件的整个过程；所述锤头通过其内设的加速度传感器测量其速度的变化，以得到所述锤头的加速度和冲击载荷，根据所述锤头发生碰撞前后的图像，以得到所述锤头的冲击速度和冲击位移；根据所述锤头的加速度、冲击载荷、冲击速度和冲击位移，以得到所述汽车b柱零部件的形变量。在本实施例中，在进行多组测试的过程中，可以调整所述锤头下落的高度或者更换不同质量的锤头，以得到所述汽车b柱零部件的形变量与不同的冲撞载荷的关系；还可以调整所述锤头的位置或者调整所述汽车b柱零部件的摆放位置，使得所述锤头冲撞所述汽车b柱零部件的不同部位，以得到所述汽车b柱零部件的形变量与其受冲撞部位的关系。

本实用新型提供的用于汽车b柱零部件的动态冲击试验装置与落锤试验设备配合使用，可实现不同冲击能量下的试验，保证b柱在冲击过程中的稳定性和可靠性；结构简单，制造成本低，安全可靠；可以准确获取试验过程中的实际速度、加速度、冲击载荷、位移和变形量，缩短了客户产品开发周期及降低开发成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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。