副车架带控制臂总成的纵向多级谱加载试验台架及其试验方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于汽车产品测试技术领域，具体地说，本发明涉及一种副车架带控制臂 总成的纵向多级谱（下称Block载荷谱）加载试验台架及其试验方法。
【背景技术】
[0002] 目前，乘用车前副车架台架疲劳试验大多采用等幅加载和随机加载两种方式。其 中随机加载疲劳试验能够很好的复现路试受载情况，与实际更加接近，但由于其试验周期 长、成本高，一般不适于零件的前期开发。而等幅加载疲劳试验是一种最快速、最简单、最直 接、成本最低、应用频率也最高的试验室台架试验方法，但其也存在一定的局限性，由于载 荷单一，不能体现路试的受载情况，也就不能体现出零件在不同载荷下的疲劳性能；偶尔的 过载可能会导致零件在高应力集中区域产生塑性变形，造成应力的重新分配，同时残余应 力会影响整个零件的疲劳性能。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种副车架带控制臂总成的纵向多级谱加载 试验台架及其试验方法，缩短试验周期，提高试验效率和试验精度。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：副车架带控制臂总成的纵 向多级谱加载试验台架，包括用于固定副车架的第一组合支架和用于对副车架两侧的控制 臂上所设球销施加载荷的两个驱动器，驱动器通过球销加载夹具与球销连接，球销加载夹 具并与导向夹具连接。
[0005] 所述驱动器为液压缸，液压缸的活塞杆与所述球销加载夹具连接，液压缸的缸体 与第一支座转动连接。
[0006] 两个所述液压缸为平行设置，且位于所述第一组合支架的同一侧。
[0007] 所述第一组合支架包括第一支架本体和设在第一支架本体上且用于与副车架连 接的固定板。
[0008] 所述导向夹具包括第二支座和设在第二支座上的支撑杆，支撑杆一端与所述球销 加载夹具转动连接，另一端与第二支座转动连接。
[0009] 所述第二支座位于所述球销加载夹具的下方。
[0010] 本发明还提供了一种副车架带控制臂总成的纵向多级谱加载试验方法，采用上述 的试验台架，包括如下步骤：
[0011] 确定Block载荷谱；
[0012] 根据Block载荷谱，控制两个驱动器动作，进行疲劳试验。
[0013] 确定Block载荷谱包括步骤：
[0014] (I. 1)雨流统计，得到应变Range-Mean矩阵；
[0015] (1. 2)利用球销载荷-应变标定系数将应变矩阵转化成载荷矩阵；
[0016] (I. 3)对载荷矩阵均值进行修正；
[0017] (1.4)将试验场一圈统计频次外推至整个试验场频次，并利用正态分布外推至 95 %置信度的试验频次；
[0018] (1. 5)利用损伤等效将高频次的小载荷转化到低频次的大载荷上，并将相对较高 频次的中等载荷部分转化到大载荷上，控制载荷级别在6到8级，总试验频次在30万到50 万次内，重复循环不少于10次，以此确定X向信号转化的Block载荷谱；
[0019] (1. 6)通过相同侧X、Y向信号损伤对比，在X向信号转化的Block载荷谱循环频 次上增加相应比例的循环次数，确定最终的Block载荷谱。
[0020] 本发明的副车架带控制臂总成的纵向多级谱加载试验台架及其试验方法，能够体 现路试受力情况，考虑了零件在不同载荷下的疲劳性能，并复现路试失效模式，从而能够更 加真实地反映零件的使用特性和试验场试验的载荷谱，所以试验精度比等幅加载更高，同 时通过损伤等效控制试验频次，大大缩短了试验周期，提高了试验效率，有利于零件的前期 开发验证。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明Block载荷确定流程图；
[0022] 图2为本发明试验台架的结构示意图；
[0023] 上述图中的标记均为：1、液压缸；2、球销加载夹具；3、第一支座；4、导向夹具；41、 第二支座；42、支撑杆；5、第一组合支架；51、第一支架本体；52、固定板；6、第二组合支架； 7、球销；8、gij车架；9、控制臂。
【具体实施方式】
[0024]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的 说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理 解，并有助于其实施。
[0025] 如图2所示，本发明提供了一种副车架带控制臂总成的纵向多级谱加载试验台 架，副车架带控制臂总成是由副车架、两个控制臂和两个球销构成，两个控制臂分别在副车 架的一侧与副车架连接，两个球销分别设在一个控制臂上。本试验台架包括用于固定副车 架的第一组合支架和用于对副车架两侧的控制臂上所设球销施加载荷的两个驱动器，驱动 器通过球销加载夹具与球销连接，球销加载夹具并与导向夹具连接。
[0026] 如图2所示，作为优选的，驱动器为液压缸，液压缸的活塞杆与球销加载夹具固定 连接，液压缸的缸体与第一支座转动连接。两个液压缸为平行设置，且位于第一组合支架的 同一侧。两个第一支座位于同一高度，两个液压缸与第一支座的旋转中心线为同轴。两个 第一支座为固定设置，可以固定在另外设置的支持物如立柱或支架上。
[0027] 如图2所示，第一组合支架包括两个第一支架本体和设在各个第一支架本体上且 用于与副车架连接的固定板。在固定副车架时，通过副车架后端具备的两个与车身连接的 安装点与两个固定板固定连接。在图2所示状态下，两个第一支架本体为竖直设置，两个固 定板为沿水平方向伸出，副车架带控制臂总成为水平横置在第一组合支架的一侧。第二组 合支架位于第一组合支架与导向夹具之间，第二组合支架也用于固定副车架，第二组合支 架在副车架的下方与副车架前端具备的两个与车身连接的安装点固定连接。
[0028] 如图2所示，球销加载夹具的结构为如同专业人员所公知的那样，球销加载夹具 圆头端与液压缸的活塞杆固定连接，且两者同轴，球销加载夹具的方头端用于连接球销。
[0029] 如图2所示，导向夹具包括第二支座和设在第二支座上的支撑杆，支撑杆的一端 与球销加载夹具转动连接，另一端与第二支座转动连接。由于球销加载夹具设有两个，则导 向夹具也设有两个，分别与一个球销加载夹具连接，导向夹具的第二支座并位于球销加载 夹具的下方。
[0030] 导向夹具的作用是起到限位作用，保持球销加载夹具在水平运动状态，所加载力 全部施加在球销上。
[0031] 作为优选的，两个液压缸与PID控制器连接，是由PID控制器控制进行动作。在 试验时，通过MTS站台建立平台建立两液压缸联合站台，并调节好两液压缸的PID值。 MTS(ServohydraulicTest