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實(shí)用的后箱蓋剛度檢測系統
作者：
時(shí)間：2013-04-17
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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汽車(chē)剛度是指汽車(chē)在正常行駛時(shí)的許可變形，表示汽車(chē)車(chē)身抵抗結構變形的能力，包括白車(chē)身剛度和門(mén)蓋剛度兩部分。目前國內汽車(chē)制造企業(yè)在自主開(kāi)發(fā)的新車(chē)型中都比較重視白車(chē)身的剛度檢測，而對于門(mén)蓋部分的剛度檢測卻缺乏系統性的定義和試驗標準。事實(shí)上，門(mén)蓋部分的剛度和用戶(hù)息息相關(guān)，對汽車(chē)品牌的影響同樣不可忽視，比如，如果后箱蓋剛度不足，易造成密封條過(guò)度磨損，從而導致漏水，后箱蓋鎖開(kāi)啟、關(guān)閉不正?；蛘咄栖?chē)時(shí)易造成后箱蓋變形等一系列問(wèn)題。
本文結合上海大眾VW241轎車(chē)后箱蓋的剛度檢測案例，向讀者介紹一套能夠實(shí)時(shí)、高精度檢測后箱蓋剛度的系統。
檢測系統
上海大眾VW241轎車(chē)后箱蓋剛度檢測系統主要是通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)加載一定范圍的載荷，檢測后箱蓋的相應彎曲變形和扭轉變形的大小，并進(jìn)行數據處理和分析，反映后箱蓋剛度的強弱。
1、系統設置
（1）硬件系統
硬件由工業(yè)計算機控制的上位機、位移傳感器、壓力傳感器以及數據采集器組成。
本試驗的數據采集器型號為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(dòng)方式通過(guò)機械裝置直接加載壓向力至后箱蓋，通過(guò)觀(guān)察LED顯示的數據，確定達到定量加載。
傳感器設定分為彎曲傳感器設置和扭轉傳感器設置，兩部分傳感器設置的主要區別在于測量點(diǎn)位置的變化。傳感器設置的內容主要包括設定傳感器的測點(diǎn)號、記錄傳感器的坐標等。
（2）數據處理
每次試驗后，需要對數據進(jìn)行計算分析，了解當前試驗車(chē)身的有關(guān)參數是否達到預定標準。其中絕對扭轉角度是指每個(gè)測量點(diǎn)在承受載荷和不受載荷情況下扭轉角度的差；相對扭轉角度是指在承受載荷情況下，相鄰兩點(diǎn)間的扭轉角度差。這兩個(gè)試驗指標顯示了后箱蓋在承受載荷情況下扭轉角度的大小，可以反映出后箱蓋抗扭轉能力的強弱。彎曲變形是指每個(gè)測量點(diǎn)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(chē)身在承受載荷情況下彎曲角度的大小，可以反映出車(chē)身抗彎曲能力的強弱。
2、測量過(guò)程
（1）測量點(diǎn)的布置
后箱蓋上共有6個(gè)測量點(diǎn)，每個(gè)測量點(diǎn)均放有位置傳感器，通過(guò)加載測量后箱蓋的變形情況時(shí)，傳感器會(huì )將產(chǎn)生的數據傳遞到上位機進(jìn)行數據處理。
（2）測量方法
由于在動(dòng)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(mǎn)足實(shí)際運行條件，因此，通常采用適當條件下的靜態(tài)測量方法，主要測量后箱蓋在靜止狀態(tài)下承受不同載荷時(shí)的變形情況。
為了保證測量結果的有效性，測量方法可以根據以下原則來(lái)設計：
□ 試驗條件應盡量滿(mǎn)足汽車(chē)實(shí)際運行時(shí)的狀態(tài)；
□ 測量時(shí)間盡可能短，并且具有很好的重復性；
□ 試驗時(shí)所施加的壓向力應該具有不同的等級，并且可控可調，但由于實(shí)際測量條件的限制，施加的壓向力應按等效原則化為集中力。
（3）試驗過(guò)程
汽車(chē)后箱蓋靜態(tài)剛度測量試驗的目的在于根據試驗要求，通過(guò)加載不同等級的壓向力（力矩），得到每個(gè)測量點(diǎn)在承受不同等級壓向力（力矩）時(shí)，后箱蓋變形量的大小。經(jīng)過(guò)對數據的處理，得到后箱蓋靜態(tài)剛度指標，評定后箱蓋的剛度是否滿(mǎn)足設計要求，以及鎖位、緩沖塊的變化是否滿(mǎn)足試驗要求等。
后箱蓋靜態(tài)剛度試驗系統包括彎曲變形試驗和扭轉變形試驗兩部分，主要是通過(guò)測定后箱蓋變形程度的大小來(lái)檢測其性能的優(yōu)劣。
進(jìn)行彎曲剛度的測量時(shí)，為了便于施加壓向力，應將后箱蓋反轉安裝，并固定在車(chē)身位置，傳感器也應預先調零，然后在后箱蓋鎖位置施加壓向力。進(jìn)行扭轉剛度的測量時(shí)，待后箱蓋固定在車(chē)身位置后，分別施加壓向力在左、右緩沖塊位置。
試驗數據及分析
1、后箱蓋彎曲剛度
（1）試驗準備
為了方便力的加載和測量，我們將后箱蓋反向放置進(jìn)行試驗。后箱蓋采用無(wú)力矩固定方式安放在兩個(gè)鉸鏈安裝平面上（圖1），并在后箱蓋上部的角上安放兩個(gè)無(wú)力矩的浮動(dòng)軸承（圖2）。 
（2）試驗流程
通常情況下，用戶(hù)在使用汽車(chē)的過(guò)程中，后箱蓋反復關(guān)閉時(shí)，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(jìn)行卸載，并保持塑性變形。我們設置了沿Y軸方向平均分布的Mp1、Mp2、Mp3這3個(gè)測量點(diǎn)采集數據。
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