一种倒T形壁障标定工况试验设备的制作方法

本发明涉及侧面碰撞蜂窝壁障开发，具体涉及一种倒t形壁障标定工况试验设备。

背景技术：

1、标准的侧碰蜂窝壁障动态认证测试是在某特定速度下，蜂窝壁障垂直正面撞击一个平面刚性测力单元矩阵，侧碰蜂窝铝壁障在平行于碰撞平面上呈均匀变形，由此采集的壁障动态刚度响应仅仅只能满足壁障均匀变形的模式，但是标准认证标定试验条件与实际车辆侧面碰撞试验条件存在较大差异，因为平面测力墙不能模拟被撞击车辆侧面结构的非均匀分布，这对侧碰蜂窝壁障性能精确表征有较大影响；例如：在车辆侧碰场景中，车体侧面结构与蜂窝壁障表面发生碰撞挤压，不仅导致壁障表面的非均匀变形也会导致壁障内部受到剪切载荷和弯曲载荷。因此，目前的标准的侧碰蜂窝壁障动态认证测试对于表征在真实车辆撞击条件下评估蜂窝铝壁障性能的用途非常有限，为了解决该项问题，提高侧碰蜂窝壁障的力学性能表征，提高整车侧碰试验一致性、可重复性和再现性，需要一种侧碰蜂窝壁障性能动态标定设备。

2、相较于传统的侧碰蜂窝壁障动态标定测试设备，需要设计一种更加真实地反映实际侧碰工况下蜂窝铝壁障变形形式的动态标定设备，通过该设备能准确的输出蜂窝铝壁障冲击t型构件时的冲击载荷，为了得到更加接近实际侧碰工况的数据，还需要输出台车相应的碰撞加速度曲线以及蜂窝铝壁障冲击后变形的三维点云数据，基于这些数据进行数值分析，从而研发更接近实际碰撞试验条件下的蜂窝铝壁障。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种倒t形壁障标定工况试验设备，能以一种具有足够精度的测试方式，获得接近真实碰撞的测试数据。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种倒t形壁障标定工况试验设备，包括倒t形机构、吊装机构和测力墙，倒t形机构包括吸能单元和若干刚性构件，刚性构件均挂在吊装机构上，吸能单元包括平行且竖向设置的底板和背板，底板和背板水平方向滑动连接，底板和测力墙连接，背板和刚性构件连接，刚性构件组合成倒t形。

3、本方案的有益效果为：

4、1.将倒t形机构安装在测力墙上，并将倒t形机构挂在吊装机构上让其保持水平和垂直状态，避免了t形机构由于重力导致的状态偏差而造成蜂窝铝壁障台车正面撞击t形机构时碰撞载荷的不准确。相较于传统的刚性水平测力设备，为了更加真实的模拟侧碰工况下实际测试车辆刚度差异，用刚性构件代替实际碰撞中的汽车b柱和门槛。将蜂窝壁障安装在台车上和倒t形机构进行碰撞试验，台车垂直于测力墙进行碰撞，倒t形机构承受的撞击力依次通过背板、底板，水平传递给测力墙，从而得到碰撞数据，将碰撞数据与采集多个真实车型试验车速下正面撞击t形机构的碰撞数据进行对比，将满足预设的测评指标的碰撞数据对应的实物侧碰蜂窝壁障保留，并将碰撞数据进行数值分析，从而研发接近实际车辆侧面碰撞试验条件的蜂窝壁障。

5、2.由于力的作用是相互的，通过测得测力墙上的碰撞数据，从而分析蜂窝壁障的受力，进而研发接近实际车辆侧面碰撞试验条件的蜂窝壁障。

6、3.由于实际碰撞过程中，蜂窝壁障的变形是不均匀的，因此本方案设置若干刚性构件，以适应蜂窝壁障的不均匀变形，从而通过不同的刚性构件将蜂窝壁障不同位置的冲力传递给测力墙，进而提高结果的准确性。

7、4.由于底板和背板水平方向上通过直线轴承连接，保证了碰撞载荷仅沿水平方向传递，进而保证碰撞数据的准确性。

8、5.节省成本，倒t形机构仅替代实际碰撞中的b柱和门槛，相较于整车碰撞，替换成本更低，结构简单，且能够模拟测试车辆对蜂窝铝壁障冲击的非均匀变形形式。

9、进一步的，刚性构件分为柱式刚性构件和若干横向刚性构件，若干横向刚性构件对称设置在柱式刚性构件两侧组成倒t形，背板设有若干，柱式刚性构件和若干横向刚性构件各自和一个背板连接。如此设置，通过柱式刚性构件替代实际碰撞的b柱，通过横向刚性构件替代实际碰撞的门槛，柱式刚性结构弧形曲率以及横向刚性机构截面长宽比由真实测试车辆b柱以及门槛样本数据库分析得到，进而使碰撞数据更加真实。

10、进一步的，底板和背板之间设有若干直线轴承，直线轴承两端均分别和底板以及背板连接，直线轴承内设有压力弹簧。如此设置，有以下效果：

11、通过直线轴承实现底板和背板之间的水平滑动连接，通过直线轴承，对碰撞荷载的传递起导向作用；保证冲击荷载从垂直方向传递给测力墙，进而保证测试结果的准确性和真实性。

12、进一步的，背板均为矩形，直线轴承和背板的四个角连接。如此设置，将直线轴承均匀地和背板连接，进而提高碰撞数据的准确性。

13、进一步的，每个刚性构件和背板之间均设有若干水平连接件，水平连接件两端分别和刚性构件以及背板连接；柱式刚性构件包括水平矩管和立柱，立柱包括半圆弧柱体和c形加强柱体，半圆弧柱体和c形加强柱体均竖向设置在水平矩管中部，半圆弧柱体设置在c形加强柱体远离测力墙一侧，c形加强柱体为半圆弧柱体提供支撑；c形加强柱体和背板之间设有斜撑接；横向刚性构件为经过折弯的矩管，横向刚性构件包括水平段和倾斜段，水平段和水平矩管对齐，倾斜段设置在水平段远离水平矩管一端。如此设置，有以下效果：

14、1.在背板和刚性构件之间设置的水平连接件，可以作为和吊装机构连接点，以便吊装机构倒t形机构保持水平和垂直状态；同时减小水平连接件承受的弯矩，减小水平连接件在碰撞中的横向变形，提高碰撞数据的准确性。

15、2.真实碰撞中，b柱上端和车架连接，而本方案中，通过半圆弧柱体替代b柱，通过c形加强柱体增加半圆弧柱体的刚度，减小半圆弧柱体上部由于缺少支撑而产生的变形，进而保证碰撞数据的更加接近真实碰撞。

16、3.通过水平矩管和横向刚性构件替代门槛，从而保证碰撞数据的更加接近真实碰撞。

17、进一步的，水平连接件上设有拉环；吊装机构包括支撑单元和柔性连接件，支撑单元设置在测力墙上，柔性连接件上端和支撑单元连接，柔性连接件下端和拉环连接，柔性连接件能平衡刚性构件的竖向重力。如此设置，通过设置水平连接件，为柔性连接件提供连接点，进而更好地平衡t形构件的竖向重力。

18、进一步的，支撑单元为悬挑支架，悬挑支架和测力墙连接，柔性连接件包括花篮螺栓和若干链条，花篮螺栓上端和悬挑支架连接，若干链条上端均和花篮螺栓下端连接，若干链条下端均和拉环连接。如此设置，有以下效果：

19、1.若干链条同时和花篮螺栓连接，部分链条倾斜设置，链条不仅能平衡竖向重力，链条之间还有水平分力，水平分力作用在水平连接件上，为水平连接件施加预压力；施加的预压力能很好的平衡水平碰撞载荷导致的水平连接件横向移动，从而避免重力和荷载形成不垂直于测力墙的合力导致的测试结果不准确，进而保证测试结果的准确性和真实性。

20、2.通过花篮螺栓调节长度，进而平衡t形构件的重力，保证水平连接件水平。

21、进一步的，支撑单元包括悬挑支架和电动葫芦，悬挑支架和测力墙连接，电动葫芦设置在悬挑支架的悬挑端，柔性连接件为拉索，电动葫芦和拉索上端连接，拉索上设有拉力器，拉力器能显示拉索的拉力大小。如此设置，通过电动葫芦调整拉索的松紧，通过拉力器的数值，保证倒t形机构左右两侧的受力均衡，拉力器数值一致，进而提高碰撞数据准确性。

22、进一步的，悬挑支架为矩管拼成的直角三角形支架，悬挑支架侧面的矩管上设有连接板，连接板和测力墙螺栓连接，悬挑支架下侧的矩管上设有补强角钢，补强角钢通长均和悬挑支架下侧的矩管连接，补强角钢一端和连接板连接，补强角钢另一端和电动葫芦连接。如此设置，利用三角形稳定性，保证悬挑支架的结构强度；利用补强角钢提高悬挑支架下侧的抗弯能力，并为电动葫芦提供连接位置。

23、进一步的，底板和背板之间设有若干测力传感器，每个背板均和至少三个测力传感器连接，柱式刚性构件对应背板上的三个测力传感器形成等边三角形，横向刚性构件对应背板上的三个测力传感器形成等腰三角形，等腰三角形底边设置在对应背板靠近柱式刚性构件一侧。如此设置，对称设置测力传感器，将测力传感器设置在每个刚性构件对应的区域内，避免跨区设置，减小相邻刚性构件之间的影响，从而提高碰撞结果的准确性。