一种汽车前罩盖缓冲垫动态载荷的测量方法与流程

本发明涉及汽车测试技术，具体涉及一种汽车前罩盖缓冲垫动态载荷的测量方法。

背景技术：

汽车前罩系统在设计时通常会布置多个前罩盖缓冲垫，在前罩盖关闭时，载荷通过缓冲垫传递到前横梁钣金上以及大灯支架上，缓冲垫在汽车行驶过程中主要承受垂向力的作用。在进行缓冲垫刚度以及大灯支架强度设计时，为了保证强度，就必须要知道其实际受力情况，这也是进行门盖系统设计分析时重要的输入载荷。

目前没有直接测量缓冲垫动态载荷的方法，要得到缓冲垫在汽车行驶过程中的受力情况，必须在缓冲垫旁安装专用的传感器来测量得到缓冲垫的垂向受力。但这种方法需要专用的力传感器，不仅价格昂贵，不同车型对力传感器的安装空间也不同，力传感器的厚度需小于缓冲垫承受最大压缩量的厚度，如果力传感器厚度过大，不但有可能会损坏传感器，也使得数据的准确性大打折扣。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种汽车前罩盖缓冲垫动态载荷的测量方法，其能够在车辆行驶过程中直接测量前罩盖缓冲垫的垂向动态载荷。

本发明所述的汽车前罩盖缓冲垫动态载荷的测量方法，其包含如下步骤：

a设置应变片，沿前罩盖缓冲垫安装孔径向对称粘贴两个应变片，再将两个应变片串联两个电阻组成惠斯通电桥，两个应变片为惠斯通电桥的对边，所述惠斯通电桥的输出端连接有数据采集设备，所述数据采集设备内设有转换模块，能够将电桥的输出电压转换成相应的应变值；

b标定，采用力传感器对前罩盖缓冲垫进行垂向加载并记录加载力，用数据采集设备记录应变值，将测得的应变值和记录的加载力进行拟合得出应变和力的变化关系曲线；

c测量，对标定后的应变片和电阻进行密封，布好线缆，连接好数据采集设备后进行调试，调试完成后进行测量，将采集得到的应变值代入标定得到的应变和力的变化关系曲线，即可得到前罩盖缓冲垫的动态载荷。

进一步，所述应变片与前罩盖缓冲垫安装孔的距离根据缓冲垫大小进行调整，防止缓冲垫压缩时其橡胶部分挤压应变片。

进一步，两个应变片和串联的两个电阻的阻值均为350Ω。

采用惠斯通电桥，将两个应变片接入电桥的相对桥臂，邻臂串联两个350Ω的电阻，当前罩盖缓冲垫受到压力作用时，两个应变片均承受拉伸作用，其阻值增大，两个应变片的阻值变化之和与桥路的输出电压和缓冲垫承受的垂向载荷均承线性关系，因此桥路的输出电压和缓冲垫承受的垂向载荷也承线性关系，即可通过测量桥路的输出电压来测量缓冲垫垂向载荷。输出电压与应变关系为：ΔE/E=K（ε1+ε2）/4，其中ΔE为电桥的输出电压，E为电桥的电源电压，K为应变片的灵敏系数，ε1和ε2分别为两个应变片的应变。

本发明不需要专门的力传感器，成本比较低廉，且测量结果精确，能够对不同车型前罩盖缓冲垫的受力进行实车测量，通用性较高。

附图说明

图1是本发明的应变片布置位置示意图；

图2是本发明的应变片接线方式示意图；

图3是本发明的标定加载示意图；

图4是本发明的测量数据示意图；其中，横坐标为时间，纵坐标为载荷。

图中，1—缓冲垫，2—应变片，21—第一应变片，22—第二应变片，3—第一电阻，4—第二电阻，5—力传感器，6—电桥的电源正极，7—电桥的电源负极，8—电桥的输出正极，9—电桥的输出负极。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

本发明的具体实施方式包括如下步骤：

a设置应变片：

前期准备，先用粗砂纸将要贴片的位置除去表面镀层，并打磨光滑；根据前罩盖缓冲垫1的大小确定贴片位置与缓冲垫的距离，保证缓冲垫1达到最大压缩量时，其橡胶部分不会压到应变片2；根据缓冲垫1安装孔画出两个对称位置，用划针将划分点痕迹加深；用细砂纸将划线后确定的两个贴片位置转圈打磨，直到表面光滑为止；用镊子夹少量棉花沾酒精，沿一个方向擦洗贴片位置，更换棉花直到棉花上无污迹为止；

粘贴应变片，参见图2，沿前罩盖缓冲垫1安装孔径向对称粘贴两个应变片2，粘贴方法为：将挑选出来的应变片2的焊接面粘在透明胶带上，然后根据划线位置，应变片2轴向定位线与缓冲垫1安装孔的径向中心线重合，应变片2端子朝向安装孔外侧，定位准确后，揭起一端透明胶带，在应变片2底部挤少量胶水，然后沿胶带揭起方向对应变片2进行挤压，将多余胶水挤出，用手指按压2分钟；

焊接引线，参见图3，将两个应变片2串联两个电阻组成惠斯通电桥，两个应变片2和串联的两个电阻的阻值均为350Ω，两个应变片2为惠斯通电桥的对边，具体连线方式为：第一应变片21的一端连接电桥的电源正极6，另一端连接电桥的输出负极9，第一电阻3一端连接电桥的电源正极6，另一端连接电桥的输出正极8，第二应变片22一端连接电桥的输出正极8，另一端连接电桥的电源负极7，第二电阻4一端连接电桥的电源负极7，另一端连接连接电桥的输出负极9；焊接好引线后，做好绝缘，并将第一电阻3和第二电阻4固定在缓冲垫1周围压不到的地方。

b标定，参见图3，采用力传感器5对前罩盖缓冲垫1进行垂向加载并记录加载力，用数据采集设备记录第一应变片和第二应变片的应变值，将测得的应变值和记录的加载力进行拟合得出应变和力的变化关系曲线。

c测量，对标定后的应变片2和电阻进行密封，布好线缆，连接好数据采集设备后进行调试，调试完成后进行测量，将采集得到的应变值代入标定得到的应变和力的变化关系曲线，即可得到前罩盖缓冲垫的动态载荷，结果参见图4所示。