一种结构加强件高速冲击实验方法与流程

1.本发明涉及结构加强件高速冲击测试技术领域，尤其涉及一种结构加强件高速冲击实验方法。


背景技术：

2.随着汽车安全技术标准的发展,我国将采用侧面柱碰撞标准.为实现门槛梁的轻量化设计，而结构加强件目前已广泛应用于汽车行业，具有结构轻，比强度大特点，已成为车身设计工程师的另一种复合材料工具，提高结构抗弯能力，但目前对于门槛高速柱碰性能的试验验证只能借助于整车碰撞，因此不能在早期对门槛结构加强件的高速柱碰性能进行验证；
3.对于门槛位置的结构加强件冲击速度比较高，结构变形比较大，钣金和结构加强件在高速冲击下具有应变率效应，在低速的静态三点弯曲方法去验证结构加强件的性能是不太适合的，因此本发明提出一种结构加强件高速冲击实验方法以解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明的目的在于提出一种结构加强件高速冲击实验方法，该种结构加强件高速冲击实验方法具有节约整车碰撞试验资源的优点，解决现有技术中存在的问题。
5.为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种结构加强件高速冲击实验方法，包括以下步骤：
6.步骤一、确定实验数据
7.先设计多组不同尺寸的边界试件，之后对多组边界试件进行动态模拟高速落锤实验，通过在实验过程中利用高速冲击头冲击边界试件，来获得冲击头冲击过程中，边界试件上的力响应、压力响应以及试件的变形速度，再通过获得的数据与整车碰撞试验中的数据相比较，确认高速柱碰试验的边界条件和碰撞性能要求；
8.步骤二、计算实验方案
9.根据步骤一中，经过实验获得的高速柱碰试验的边界条件和碰撞性能要求，再结合高速落锤实验装置，使用cae的计算方法预先计算出正式实验方案；
10.步骤三、实验开始
11.将试验零件根据步骤二计算出的正式实验方案，将试验零件通过夹具安装在高速落锤实验装置的实验台上，并根据确定的实验方案调整对应夹具的支点位置，之后启动高速落锤实验装置，进行实验。
12.进一步改进在于：所述步骤一中，动态模拟高速落锤实验包括采用不同冲击速度、不同冲击质量以及夹具的支点位置。
13.进一步改进在于：所述步骤一中，整车碰撞试验为选择一组整车样品，对整车样品
上布设对应的传感器，并进行一次完整的高速柱碰试验，并获取高速柱碰试验中，整车样品上的力响应、压力响应以及变形速度。
14.进一步改进在于：所述步骤二中，在正式实验方案中，采用吸能相等和变形相等的原则，调节高速落锤实验装置的冲击速度、落锤的冲击质量及夹具的支点位置。
15.进一步改进在于：所述步骤三中，通过增加或者是减少冲击头的配重，来达到实验所需要冲击头重量。
16.进一步改进在于：所述步骤三中，夹具和试验台之间用螺栓固定，同时，夹具与试验台之间具有间隙。
17.进一步改进在于：所述步骤三中，夹具与试验零件的形状适配。
18.进一步改进在于：所述步骤三中，在试验零件进行安装前，对试验零件进行外观检查，确保无明显裂缝问题。
19.本发明的有益效果为：该种结构加强件高速冲击实验方法通过先获取高速柱碰试验的边界条件和碰撞性能要求，再将其结合高速落锤实验装置，并利用cae的计算方法预先计算出实验方案，继而采用用吸能相等和变形相等的原则，调节冲击速度和落锤的冲击质量及夹具的支点位置使得门槛的在受到冲击弯曲变形相等，从而解决现有技术中静态三点弯不能充分验证高速柱碰的问题，等效替代了整车高速柱碰试验中的门槛零部件的强度测试，使得在早期就能进行门槛内结构加强件的开发验证工作，同时节约整车碰撞试验资源。
附图说明
20.图1是本发明实施例一的步骤流程示意图。
21.图2是本发明实施例二的夹具与试验零件位置关系示意图。
具体实施方式
22.为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
23.实施例一
24.根据图1所示，本实施例提出了一种结构加强件高速冲击实验方法，包括以下步骤：
25.步骤一、确定实验数据
26.先设计多组不同尺寸的边界试件，之后对多组边界试件进行动态模拟高速落锤实验，其中，动态模拟高速落锤实验主要目的是通过不同的落锤数据对不同尺寸的边界试件进行实验，以产生多组不同的实验数据，具体的，即采用不同冲击速度、不同冲击质量以及夹具的支点位置，通过在实验过程中利用高速冲击头冲击边界试件，来获得冲击头冲击过程中，边界试件上的力响应、压力响应以及试件的变形速度，再通过获得的数据与整车碰撞试验中的数据相比较，其中，整车碰撞试验为选择一组整车样品，对整车样品上布设对应的传感器，并进行一次完整的高速柱碰试验，并获取高速柱碰试验中，整车样品上的力响应、压力响应以及变形速度，通过数据对比及分析，来确认高速柱碰试验的边界条件和碰撞性能要求；
27.步骤二、计算实验方案
28.将经过步骤一实验获得的高速柱碰试验的边界条件和碰撞性能要求，再结合现有的高速落锤实验装置，使用cae的计算方法预先计算出正式实验方案，其中，cae指工程设计中的计算机辅助工程，指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等，把工程(生产)的各个环节有机地组织起来，继而在获得实验中的边界条件和碰撞性能要求，来计划实验方案，具体的，在正式实验方案中，采用吸能相等和变形相等的原则，调节高速落锤实验装置的冲击速度、落锤的冲击质量及夹具的支点位置，主要的目的是使高速落锤冲击实验等效替代整车高速柱碰试验中的门槛零部件的强度测试；
29.步骤三、实验开始
30.将试验零件根据步骤二计算出的正式实验方案，将试验零件通过夹具安装在高速落锤实验装置的实验台上，并根据确定的实验方案调整对应夹具的支点位置，之后启动高速落锤实验装置，进行实验，在实验的过程中，通过增加或者是减少冲击头的配重，来达到实验所需要冲击头重量。
31.实施例二
32.本实施例提出了一种结构加强件高速冲击实验方法，包括以下步骤：
33.步骤一、确定实验数据
34.先设计两组不同尺寸的边界试件，之后对两组边界试件进行动态模拟高速落锤实验，其中，动态模拟高速落锤实验主要目的是通过不同的落锤数据对不同尺寸的边界试件进行实验，以产生多组不同的实验数据，具体的，即采用不同冲击速度、不同冲击质量以及夹具的支点位置，通过在实验过程中利用高速冲击头冲击边界试件，来获得冲击头冲击过程中，边界试件上的力响应、压力响应以及试件的变形速度，再通过获得的数据与整车碰撞试验中的数据相比较，其中，整车碰撞试验为选择一组整车样品，对整车样品上布设对应的传感器，并进行一次完整的高速柱碰试验，并获取高速柱碰试验中，整车样品上的力响应、压力响应以及变形速度，通过数据对比及分析，来确认高速柱碰试验的边界条件和碰撞性能要求；
35.步骤二、计算实验方案
36.将经过步骤一实验获得的高速柱碰试验的边界条件和碰撞性能要求，再结合现有的高速落锤实验装置，使用cae的计算方法预先计算出正式实验方案，其中，cae指工程设计中的计算机辅助工程，指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等，把工程(生产)的各个环节有机地组织起来，继而在获得实验中的边界条件和碰撞性能要求，来计划实验方案，具体的，在正式实验方案中，采用吸能相等和变形相等的原则，调节高速落锤实验装置的冲击速度、落锤的冲击质量及夹具的支点位置，主要的目的是使高速落锤冲击实验等效替代整车高速柱碰试验中的门槛零部件的强度测试；
37.步骤三、实验开始
38.将试验零件根据步骤二计算出的正式实验方案，将试验零件通过夹具安装在高速落锤实验装置的实验台上，并根据确定的实验方案调整对应夹具的支点位置，之后启动高速落锤实验装置，进行实验，在实验的过程中，通过增加或者是减少冲击头的配重，来达到实验所需要冲击头重量；
39.具体的，高速落锤实验装置主要是由试验台、夹具、冲击头组成，但还包括具体实施的其他设备，该高速落锤实验装置为现有技术，继而并未详细的描述，再如图2所示，冲击
头的直径是254mm，其重量是可以调整的，通过改变配重的重量，来达到所需中量，进一步的，夹具可根据零部件的形状进行加工，即夹具与试验零件的形状适配，防止零部件发生除了轴向的位移，两个夹具是可以沿着零部件轴向移动的调节两个夹头的之间位移，同时，夹具和试验台之间用螺栓固定，并和与试验台之间具有一定的间隙，确保零件能正常变形，同时有一定的强度确保在冲击实验过程中夹具不能变形和破坏，进一步的，在试验零件进行安装前，对试验零件进行外观检查，确保无明显裂缝问题，确保后续实验的精准性。
40.本发明通过对门槛结构加强件进行测试，等效替代了整车高速柱碰试验中的门槛零部件的强度测试，使得在早期就能进行门槛内结构加强件的开发验证工作，同时节约整车碰撞试验资源，解决现有技术中静态三点弯不能充分验证高速柱碰的问题。
41.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。