车辆侧围立柱抗剪切能力试验方法及试验装置、试验台架与流程

本发明涉及一种车辆侧围立柱抗剪切能力试验方法及试验装置、试验台架。

背景技术：

车辆安全一直是社会各界关注的话题，车辆的载客量比较大，一旦放生事故容易造成群死群伤，社会影响力巨大。其中有一种事故工况：车辆在撞击到护栏、路破或是其他车辆发生侧翻，甚至是翻至悬崖中时，车辆的侧面会受到来自地面或是悬崖峭壁的反作用剪切力，而且车辆在侧翻后继续翻滚的过程中，侧面或顶部的而连接处亦会收到来自地面或者是悬崖峭壁的剪切力，当剪切力足够大时，车辆侧面和顶部的连接处会发生断裂，顶部脱落，导致乘客被甩出车外，造成重大伤亡，因此，将强车辆侧部的侧围立柱的抗剪切能力可有效的减轻车辆顶部脱落的危险。

现有技术中存在通过实车进行翻滚试验，从而得出侧围立柱的抗剪切能力，但是这种方式的实际工况比较复杂，对于侧围立柱的抗剪切临界点无法准确得知，同时试验过程不容易控制，操作复杂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种车辆侧围立柱抗剪切能力试验方法，以解决现有技术中采用实车试验时过程无法控制的问题，本发明的目的还在于提供一种适用于该试验方法的试验装置，本发明的目的还在于提供一种该试验装置的试验台架。

为实现上述目的，本发明的车辆侧围立柱抗剪切能力试验方法采用以下技术方案：

方案1：车辆侧围立柱抗剪切能力试验方法，包括以下步骤：（1）将模拟整车的试验台架固定在对应的试验台或地面上；（2）对试验台架的侧围立柱施加外部侧向载荷；（3）采集侧围立柱的形变数据。

方案2：在方案1的基础上，对侧围立柱施加动态撞击载荷而使侧围立柱变形。

方案3：在方案2的基础上，采用摆锤对侧围立柱施加撞击力，通过改变摆锤的释放位置来改变对侧围立柱的撞击力的大小。

方案4：在方案3的基础上，采用摆锤对一个试验台架上的多根侧围立柱分别撞击，并采集各个侧围立柱的形变数据。

方案5：在方案3的基础上，试验台架通过固定件固定在试验台或地面上。

方案6：在方案1的基础上，采用照相机拍摄侧围立柱变形前和变形后的状态；采用摄像机摄取侧围立柱的变形过程。

本发明的试验台架采用以下技术方案：

方案7：试验台架，包括用于固定在地面上或试验台上的用于模拟整车的底座的台架本体和设置在台架本体上的侧围立柱，侧围立柱具有供外部施力装置施加外力而变形的受力部。

方案8：在方案7的基础上，所述受力部为供摆锤式施力装置的摆锤撞击的立柱撞击段。

方案9：在方案7或8的基础上，所述侧围立柱有于台架本体的上端间隔布置的至少两个。

方案10：在方案9的基础上，台架本体的底部设有用于将台架固定在地面上的固定结构。

方案11：在方案10的基础上，所述固定结构包括与台阶本体的下端面固定为一体的钢板结构，所述钢板结构上设置有供螺栓穿装的螺栓孔。

本发明的试验装置采用以下技术方案：

方案12：试验装置，包括试验台架和外部施力装置，试验台架包括用于固定在地面上或试验台上的用于模拟整车的底座的台架本体和设置在台架本体上的侧围立柱，侧围立柱具有供外部施力装置施加外力而变形的受力部。

方案13：在方案12的基础上，所述外部施力装置为摆锤式施力装置，包括向侧围立柱施加撞击力的摆锤。

方案14：在方案12或13的基础上，所述侧围立柱有于台架本体的上端间隔布置的至少两个。

方案15：在方案14的基础上，台架本体的底部设有用于将台架固定在地面上的固定结构。

方案16：在方案15的基础上，所述固定结构包括与台阶本体的下端面固定为一体的钢板结构，所述钢板结构上设置有供螺栓穿装的螺栓孔。

方案17：在方案12或13的基础上，试验装置还包括用于检测侧围立柱变形情况的图像采集系统。

方案18：在方案17的基础上，图像采集系统包括用于拍摄侧围立柱变形前和变形后的状态的照相机，还包括用于摄取侧围立柱的变形过程的摄像机。

本发明的有益效果是：相比于现有技术，本发明所涉及的车辆侧围立柱抗剪切能力试验方法，通过对试验台架的侧围立柱施加外部载荷，并通过采集数据观察侧围立柱的变形情况，从而得出侧围立柱的抗剪切能力，其试验方法比较简单，而且仅通过试验台架即可代替整车试验，试验成本较低，而且试验过程容易控制。

附图说明

图1为本发明的车辆侧围立柱抗剪切能力试验方法的实施例一的结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为图1的仰视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的车辆侧围立柱抗剪切能力试验方法的实施例一：采用如图1和图2所示的试验装置，试验装置包括试验台架，摆锤施力装置以及图像采集系统，试验台架包括台架本体1和设置在台架本体1上的侧围立柱2，对于台架本体1而言，其是通过各种构梁相互固定连接构成外形类似实车底座的截断台架，其是承载侧围立柱2以及顶部横梁的主要支撑结构，其具体的结构形式和强度要求可根据实际的情况任意设计。上述的侧围立柱2竖向延伸设置，在本实施例中，侧围立柱2有四个，其中两个为一组，其中一组的两个侧围立柱2沿左右方向间隔并排设置在台架本体1的上端前边沿处，另一组对应设置在上端后边沿处。且对应的在前的侧围立柱2与在后的侧围立柱2的上端之间连接有横梁3。其中通过合理的台架本体1结构取代实车，其不需要进行时车试验，相对于实车制造成本低，而且试验成本也相应的降低。

对于侧围立柱2，其设置有多个是为了在进行试验时，一个试验台架能够进行多次试验，每一次试验均只撞击一根侧围立柱2，避免结构因一致性不好而导致的结果的偶然性，保证试验数据的准确性。

如图3所示，台架本体1的下端面上沿左右方向并排间隔固定有四根钢板5，在钢板5上设置有螺栓孔，通过螺栓将台架本体1固定在地面上，这样是为了确保侧围立柱2在承受外部载荷时，试验台架的位置不会变动，从而能够准确反映出侧围立柱2的真实受力情况。

在本实施例中，针对试验台架所施加的载荷采用动态撞击载荷，即采用摆锤施力装置来对侧围立柱2施加外力，这样更能符合车辆侧翻时侧围立柱2所受的剪切力的工况，该摆锤施力装置包括摆锤4，通过摆锤4的质量及高度来模拟实车试验时翻滚过程中所受到的剪切力，能够精准控制剪切力的大小，从而可多次分析不同工况下的受力大小情况，侧围立柱2上被摆锤4撞击的位置构成所述的受力部。当然，在其他实施例中，施力可以采用对侧围立柱2施加静压力来分析侧围立柱2的变形情况。

上述的图像采集系统包括照相机和摄像机，在试验前将摆锤4紧贴侧围立柱2，用照相机记录下试验前侧围立柱2的状态，同时在侧围立柱2的正上方和侧面设置两部高速摄像机，用于记录撞击过程中侧围立柱2的动态变形过程；然后根据所模拟的不同剪切力的大小来调整摆锤4的位置，使摆锤4以一定的能量撞击侧围立柱2，用照相机记录下撞击试验后侧围立柱2的状态，提取撞击过程中侧围立柱2的动态变形过程影像；逐步增加摆锤4的高度，重复上一过程，直至最后侧围立柱2完全变形结束试验；后期分析图像数据，得出侧围立柱2承受剪切力的能力大小。

本发明所涉及的试验装置的实施例，其结构与上述的车辆侧围立柱抗剪切能力试验方法的实施例一中的试验装置的结构一致，不再详细展开。

本发明所涉及的试验台架的实施例，其结构与上述的车辆侧围立柱抗剪切能力试验方法的实施例一中的试验台架的结构一致，不再详细展开。