實用的后箱蓋剛度檢測系統(tǒng)
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本文結(jié)合上海大眾VW241轎車后箱蓋的剛度檢測案例，向讀者介紹一套能夠?qū)崟r、高精度檢測后箱蓋剛度的系統(tǒng)。
檢測系統(tǒng)
上海大眾VW241轎車后箱蓋剛度檢測系統(tǒng)主要是通過手動或自動加載一定范圍的載荷，檢測后箱蓋的相應(yīng)彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形的大小，并進行數(shù)據(jù)處理和分析，反映后箱蓋剛度的強弱。
1、系統(tǒng)設(shè)置
（1）硬件系統(tǒng)
硬件由工業(yè)計算機控制的上位機、位移傳感器、壓力傳感器以及數(shù)據(jù)采集器組成。
本試驗的數(shù)據(jù)采集器型號為EIA-232-D，壓力傳感器型號為YB-504A，位移傳感器型號為DT-30G27。力的加載采用手動方式通過機械裝置直接加載壓向力至后箱蓋，通過觀察LED顯示的數(shù)據(jù)，確定達到定量加載。
傳感器設(shè)定分為彎曲傳感器設(shè)置和扭轉(zhuǎn)傳感器設(shè)置，兩部分傳感器設(shè)置的主要區(qū)別在于測量點位置的變化。傳感器設(shè)置的內(nèi)容主要包括設(shè)定傳感器的測點號、記錄傳感器的坐標(biāo)等。
（2）數(shù)據(jù)處理
每次試驗后，需要對數(shù)據(jù)進行計算分析，了解當(dāng)前試驗車身的有關(guān)參數(shù)是否達到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。其中絕對扭轉(zhuǎn)角度是指每個測量點在承受載荷和不受載荷情況下扭轉(zhuǎn)角度的差；相對扭轉(zhuǎn)角度是指在承受載荷情況下，相鄰兩點間的扭轉(zhuǎn)角度差。這兩個試驗指標(biāo)顯示了后箱蓋在承受載荷情況下扭轉(zhuǎn)角度的大小，可以反映出后箱蓋抗扭轉(zhuǎn)能力的強弱。彎曲變形是指每個測量點在承受載荷和不受載荷情況下縱向的相對位移量，彎曲變形顯示了車身在承受載荷情況下彎曲角度的大小，可以反映出車身抗彎曲能力的強弱。
2、測量過程
（1）測量點的布置
后箱蓋上共有6個測量點，每個測量點均放有位置傳感器，通過加載測量后箱蓋的變形情況時，傳感器會將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳遞到上位機進行數(shù)據(jù)處理。
（2）測量方法
由于在動態(tài)情況下，后箱蓋的變形與很多因素有關(guān)，如行使速度、路面情況、障礙物形狀等，這些因素不可能在試驗中全部滿足實際運行條件，因此，通常采用適當(dāng)條件下的靜態(tài)測量方法，主要測量后箱蓋在靜止?fàn)顟B(tài)下承受不同載荷時的變形情況。
為了保證測量結(jié)果的有效性，測量方法可以根據(jù)以下原則來設(shè)計：
□ 試驗條件應(yīng)盡量滿足汽車實際運行時的狀態(tài)；
□ 測量時間盡可能短，并且具有很好的重復(fù)性；
□ 試驗時所施加的壓向力應(yīng)該具有不同的等級，并且可控可調(diào)，但由于實際測量條件的限制，施加的壓向力應(yīng)按等效原則化為集中力。
（3）試驗過程
汽車后箱蓋靜態(tài)剛度測量試驗的目的在于根據(jù)試驗要求，通過加載不同等級的壓向力（力矩），得到每個測量點在承受不同等級壓向力（力矩）時，后箱蓋變形量的大小。經(jīng)過對數(shù)據(jù)的處理，得到后箱蓋靜態(tài)剛度指標(biāo)，評定后箱蓋的剛度是否滿足設(shè)計要求，以及鎖位、緩沖塊的變化是否滿足試驗要求等。
后箱蓋靜態(tài)剛度試驗系統(tǒng)包括彎曲變形試驗和扭轉(zhuǎn)變形試驗兩部分，主要是通過測定后箱蓋變形程度的大小來檢測其性能的優(yōu)劣。
進行彎曲剛度的測量時，為了便于施加壓向力，應(yīng)將后箱蓋反轉(zhuǎn)安裝，并固定在車身位置，傳感器也應(yīng)預(yù)先調(diào)零，然后在后箱蓋鎖位置施加壓向力。進行扭轉(zhuǎn)剛度的測量時，待后箱蓋固定在車身位置后，分別施加壓向力在左、右緩沖塊位置。
試驗數(shù)據(jù)及分析
1、后箱蓋彎曲剛度
（1）試驗準(zhǔn)備
為了方便力的加載和測量，我們將后箱蓋反向放置進行試驗。后箱蓋采用無力矩固定方式安放在兩個鉸鏈安裝平面上（圖1），并在后箱蓋上部的角上安放兩個無力矩的浮動軸承（圖2）。
通常情況下，用戶在使用汽車的過程中，后箱蓋反復(fù)關(guān)閉時，鎖頂桿對后箱蓋的作用力是后箱蓋承受的主要載荷，因此，在后箱蓋折彎剛度試驗中，力主要沿X軸方向加載在后箱蓋鎖位置（如圖1中的F ），加載力F的大小從50～400N按等級遞增，并且每一次加載后都進行卸載，并保持塑性變形。我們設(shè)置了沿Y軸方向平均分布的Mp1、Mp2、Mp3這3個測量點采集數(shù)據(jù)。
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