一種多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置及疲勞試驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置及疲勞實(shí)驗(yàn)方法，包括疲勞試驗(yàn)設(shè)備上的上夾具（1）和下夾具（2），其特征在于：還包括底座，底座安裝在下夾具（2）上，待測(cè)多角度連接構(gòu)件試樣固定在底座上，待測(cè)多角度連接構(gòu)件試樣的上部夾緊在上夾具（1）中。底座包括通用底座（3）或者通用底座（3）和角度底座（4）；通用底座（3）適用于T型連接試樣或L型連接試樣的疲勞試驗(yàn)；通用底座（3）和角度底座（4）適用于其他角度連接試樣的疲勞試驗(yàn)，角度底座（4）通過通用底座（3）和下夾具（2）連接。本發(fā)明采用了專用試驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)不同角度連接件疲勞性能的測(cè)試，使不同角度連接件受力模擬實(shí)際工況的角度加載，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【專利說明】
一種多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置及疲勞試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于疲勞試驗(yàn)用夾具及方法的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置及疲勞試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在整車開發(fā)中焊接工藝作為重要的連接方式，底盤懸架系統(tǒng)多采用金屬厚板件焊接而成，將厚板沖壓件或管件相互焊接起來，且連接形式以焊縫為主。懸架作為承載整車行駛的系統(tǒng)承受路面的顛簸而長(zhǎng)期處于疲勞受力中，底盤懸架系統(tǒng)的疲勞失效會(huì)對(duì)整車使用及安全造成巨大影響，保證懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度對(duì)整車質(zhì)量可靠性有重大意義。在整車CAE分析中，特別是對(duì)懸架連接強(qiáng)度分析中，連接的疲勞性能是必要的輸入數(shù)據(jù)，因此獲取準(zhǔn)確的連接疲勞性能數(shù)據(jù)對(duì)CAE分析至關(guān)重要。
[0003]懸架系統(tǒng)的焊縫連接往往是多角度的連接，如板與板之間的連接，板與管件之間的連接，呈現(xiàn)多角度的狀態(tài)，各種角度連接受力狀況不同，需要對(duì)不同角度連接的疲勞性能進(jìn)行測(cè)試以作為設(shè)計(jì)輸入進(jìn)行分析，目前尚無針對(duì)多角度連接件疲勞性能測(cè)試的有效方法。在CAE分析中對(duì)連接位置采用剛性假設(shè)或者對(duì)懸架總成進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證整體疲勞強(qiáng)度往往不能體現(xiàn)連接本身的疲勞特性，整車路試或售后往往出現(xiàn)焊縫等連接部位的疲勞失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置及疲勞試驗(yàn)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中整車底盤懸架系統(tǒng)焊接構(gòu)件及類似連接件疲勞性能測(cè)試難的問題，獲得更契合實(shí)際工況的多角度連接疲勞性能數(shù)據(jù)而使CAE分析更準(zhǔn)確。
[0005]為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下方案:
一種多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置，包括疲勞試驗(yàn)設(shè)備上的上夾具(I)和下夾具
(2)，其特征在于:還包括底座，底座安裝在下夾具(2)上，待測(cè)多角度連接構(gòu)件試樣固定在底座上，待測(cè)多角度連接構(gòu)件試樣的上部夾緊在上夾具(I)中。
[0006]進(jìn)一步，底座包括通用底座(3)或者通用底座(3)和角度底座(4);通用底座(3)適用于T型連接試樣或L型連接試樣的疲勞試驗(yàn);通用底座(3)和角度底座(4)適用于其他角度連接試樣的疲勞試驗(yàn)，角度底座(4)通過通用底座(3)和下夾具(2)連接。
[0007]進(jìn)一步，通用底座(3)是一T型結(jié)構(gòu)，豎板部分與疲勞試驗(yàn)設(shè)備上的下夾具(2)配合工作以將通用底座(3)固定在下夾具(2)上，橫板部分設(shè)置有若干U型安裝孔(31)用以安裝T型連接試樣或L型連接試樣或角度底座(4)。
[0008]進(jìn)一步，角度底座(4)包括底板和立柱，底板上開有若干長(zhǎng)形安裝孔(41)以與通用底座(3)連接;立柱設(shè)置在底板上，立柱的上端面加工成斜面以適應(yīng)待測(cè)角度連接式樣。
[0009]進(jìn)一步，角度底座(4)立柱的斜面上加工有多個(gè)螺孔(42)，以通過螺釘將待測(cè)角度連接試樣固定在角度底座(4)上。
[0010]一種多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)方法，其特征在于:
步驟1、按照相應(yīng)連接規(guī)范制作多角度連接構(gòu)件試樣；
步驟2、根據(jù)將要進(jìn)行試驗(yàn)的多角度連接構(gòu)件試樣的規(guī)格及疲勞試驗(yàn)設(shè)備夾具選擇相應(yīng)的通用底座和角度底座；
步驟3根據(jù)角度連接構(gòu)件需要采集的載荷數(shù)據(jù)及CAE分析需求進(jìn)行加載條件的設(shè)置并開展試驗(yàn)，最后按照相應(yīng)數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行疲勞性能數(shù)據(jù)的處理并應(yīng)用于后續(xù)CAE分析。
[0011]進(jìn)一步，步驟I中多角度連接構(gòu)件試樣是鋼制件或鋁鎂合金件。
[0012]進(jìn)一步，步驟I中多角度連接構(gòu)件試樣的連接方式是焊接或粘接或鉚接。
[0013]進(jìn)一步，步驟2中，當(dāng)對(duì)T型連接試樣或L型連接試樣進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，選擇通用底座(3)，直接將T型連接試樣或L型連接試樣通過螺栓安裝于通用底座(3)上，先用螺栓進(jìn)行預(yù)緊，并調(diào)整好同軸性再用螺栓緊固；將T型連接試樣或L型連接試樣緊固于通用底座(3)上后再整體安裝于疲勞試驗(yàn)設(shè)備上，即通用底座(3)的豎板夾緊在疲勞試驗(yàn)設(shè)備的下夾具(2)中，T型連接試樣或L型連接試樣的上部夾緊在疲勞試驗(yàn)設(shè)備的上夾具(I)中。
[0014]進(jìn)一步，步驟2中，當(dāng)對(duì)其它角度連接試樣進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，選擇通用底座(3)和角度底座(4)，將角度連接試樣緊固于角度底座(4)上;再將角度底座(4)安裝于通用底座(3)上，先用螺栓進(jìn)行預(yù)緊，并調(diào)整好同軸性再用螺栓緊固；將角度底座(4)固定于通用底座(3)上后再整體安裝于疲勞試驗(yàn)設(shè)備上，即通用底座(3)的豎板夾緊在疲勞試驗(yàn)設(shè)備的下夾具
(2)中，角度連接試樣的上部夾緊在疲勞試驗(yàn)設(shè)備的上夾具(I)中。
[0015]該多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置及疲勞試驗(yàn)方法具有以下有益效果:
(I)本發(fā)明可以開展角度連接構(gòu)件(不局限于連接方式和材料)的疲勞性能測(cè)試，模擬底盤懸架系統(tǒng)中板與板、板與管等之間不同角度連接的疲勞性能測(cè)試，可模擬多種加載角度。
[0016](2)由于疲勞試驗(yàn)周期較長(zhǎng)，額外分力對(duì)試驗(yàn)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，本發(fā)明中采用U型安裝孔和長(zhǎng)形安裝孔進(jìn)行安裝定位，采用調(diào)整好同軸性再用螺栓緊固的方式，可進(jìn)行一定程度的調(diào)整，避免了由于連接件接頭熱應(yīng)力變形或定位偏離導(dǎo)致的偏移對(duì)試驗(yàn)受力模型的影響，保證加載同軸性;可以有效避免形成額外分力的情況，可以避免由于樣件加工或其他因素導(dǎo)致的偏離，保證樣件加載的同軸性，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0017](3)本發(fā)明可獲取不同加載路徑與應(yīng)力傳遞方式關(guān)系疲勞性能數(shù)據(jù)，提升CAE分析的測(cè)算結(jié)果準(zhǔn)確性，簡(jiǎn)化試驗(yàn)過程。
[0018](4)本發(fā)明采用了專用試驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)不同角度連接件(不局限于連接方式及材料)疲勞性能的測(cè)試，使不同角度連接件受力模擬實(shí)際工況的角度加載。
【附圖說明】
[0019]圖1:本發(fā)明多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖1;
圖2:本發(fā)明多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖Π;
圖3:本發(fā)明中通用底座的主視圖；
圖4:本發(fā)明中通用底座的俯視圖；
圖5:本發(fā)明中角度底座的主視圖；
圖6:本發(fā)明中角度底座的俯視圖； 圖7:本發(fā)明中角度底座的左視圖；
圖8: T型連接試樣的主視圖；
圖9: T型連接試樣的俯視圖；
圖10:角度連接試樣的主視圖；
圖11:角度連接試樣的俯視圖；
圖12:角度連接試樣的左視圖。
[0020]附圖標(biāo)記說明:
I 一上夾具;2—下夾具;3—通用底座;31—U型安裝孔;4 一角度底座;41 一長(zhǎng)形安裝孔；42—螺孔;5 一T型連接試樣;6 一角度連接試樣。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
圖1至圖2示出了一種多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置，包括上夾具1、下夾具2、通用底座3和角度底座4。通用底座3設(shè)置在下夾具2上，角度底座4設(shè)置在通用底座3上，待測(cè)多角度連接構(gòu)件試樣固定在角度底座4上，待測(cè)多角度連接構(gòu)件試樣的上端夾在上夾具I中。當(dāng)待測(cè)多角度連接構(gòu)件試樣為T型連接試樣時(shí)，可將T型連接試樣直接固定在通用底座3和上夾具I之間。如圖1所示為T型連接試樣5進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，如圖2所示為角度連接試樣6進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。上夾具I和下夾具2設(shè)置在疲勞試驗(yàn)設(shè)備上。
[0022]通用底座3的結(jié)構(gòu)如圖3和圖4所示。通用底座3是一T型結(jié)構(gòu)，豎板部分用于夾持在疲勞試驗(yàn)設(shè)備上的下夾具2中，與疲勞試驗(yàn)設(shè)備下夾具2相匹配;橫板部分用于與T型連接試樣5或者角度底座4相連接，橫板部分設(shè)置有若干U型安裝孔31以與待測(cè)T型連接試樣5或角度底座4通過螺栓連接，U型安裝孔31用于安裝T型連接試樣5或者角度底座4時(shí)調(diào)節(jié)位置，從而使得對(duì)試樣施加載荷時(shí)保持試樣與疲勞試驗(yàn)設(shè)備上夾具I的同軸性。
[0023]角度底座4的結(jié)構(gòu)如圖5、圖6和圖7所示。角度底座4包括底板和立柱，底板上開有若干長(zhǎng)形安裝孔41以通過螺栓與通用底座3的U型安裝孔31配合連接，在連接過程中根據(jù)需要可以采用墊片螺栓螺母或帶法蘭螺栓螺母進(jìn)行固定，以增加夾緊的穩(wěn)定性。該長(zhǎng)形安裝孔41用于與通用底座3之間的安裝和調(diào)整位置，保證試樣加載的同軸性。立柱設(shè)置在底板上，立柱的上端面加工成斜面以適應(yīng)待測(cè)角度連接式樣6，斜面的傾斜角度由待測(cè)角度連接試樣6的構(gòu)件角度確定。斜面上加工有多個(gè)螺孔42以通過螺釘和待測(cè)角度連接試樣6連接，該螺孔42的位置可以根據(jù)角度連接試樣6定位需求自由設(shè)置，以在用螺栓緊固角度連接試樣6時(shí)不產(chǎn)生干涉為宜。
[0024]進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí):
1、按照相應(yīng)連接規(guī)范制作多角度連接構(gòu)件試樣，如鋼制件或鋁鎂合金件焊接，粘接，鉚接等類似連接方式(不局限于連接方式及材料)。
[0025]2、根據(jù)將要進(jìn)行試驗(yàn)的多角度連接構(gòu)件試樣規(guī)格及疲勞試驗(yàn)設(shè)備夾具選擇通用底座和角度底座；當(dāng)對(duì)T型連接試樣5進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，則直接將T型連接試樣5通過螺栓安裝于通用底座3上，先用螺栓進(jìn)行預(yù)緊，并調(diào)整好同軸性再用螺栓緊固，將T型連接試樣5緊固于通用底座3上后再整體安裝于疲勞試驗(yàn)設(shè)備上，即通用底座3的豎板夾緊在疲勞試驗(yàn)設(shè)備的下夾具2中，T型連接試樣5的上部夾緊在疲勞試驗(yàn)設(shè)備的上夾具I中，如圖1; 當(dāng)對(duì)角度連接試樣6進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，將角度連接試樣6用螺栓緊固于角度底座4上，再將角度底座4安裝于通用底座3上，并調(diào)整好同軸性再用螺栓緊固，將角度底座4固定于通用底座3上后再整體安裝于疲勞試驗(yàn)設(shè)備上，即通用底座3的豎板夾緊在疲勞試驗(yàn)設(shè)備的下夾具2中，角度連接試樣6的上部夾緊在疲勞試驗(yàn)設(shè)備的上夾具I中，然后進(jìn)行測(cè)試，如圖2。
[0026]3、根據(jù)角度連接構(gòu)件需要采集的載荷數(shù)據(jù)及CAE分析需求進(jìn)行加載條件的設(shè)置并開展試驗(yàn)，按照相應(yīng)數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行疲勞性能數(shù)據(jù)的處理并應(yīng)用于后續(xù)CAE分析。
[0027]本發(fā)明可以開展角度連接構(gòu)件(不局限于連接方式和材料)的疲勞性能測(cè)試，模擬底盤懸架系統(tǒng)中板與板、板與管等之間不同角度連接的疲勞性能測(cè)試，可模擬多種加載角度。
[0028]由于疲勞試驗(yàn)周期較長(zhǎng)，額外分力對(duì)試驗(yàn)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，本發(fā)明中通過U型安裝孔和長(zhǎng)形安裝孔的設(shè)計(jì)，采用調(diào)整好同軸性再用螺栓緊固的方式，可以有效避免形成額外分力的情況，可以避免由于樣件加工或其他因素導(dǎo)致的偏離，保證樣件加載的同軸性，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0029]本發(fā)明可獲取不同加載路徑與應(yīng)力傳遞方式關(guān)系疲勞性能數(shù)據(jù)，提升CAE分析的測(cè)算結(jié)果準(zhǔn)確性，簡(jiǎn)化試驗(yàn)過程。
[0030]本發(fā)明解決了多種角度連接件疲勞性能的測(cè)試，使角度連接件受力模擬實(shí)際工況的角度加載;解決了由于連接件接頭熱應(yīng)力變形或定位偏離導(dǎo)致的偏移對(duì)試驗(yàn)受力模型的影響，保證加載同軸性;解決了不同加載路徑與應(yīng)力傳遞方式之間關(guān)系的疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取，提升CAE分析的準(zhǔn)確性。
[0031]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置，包括疲勞試驗(yàn)設(shè)備上的上夾具(I)和下夾具(2)，其特征在于:還包括底座，底座安裝在下夾具(2)上，待測(cè)多角度連接構(gòu)件試樣固定在底座上，待測(cè)多角度連接構(gòu)件試樣的上部夾緊在上夾具(I)中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:底座包括通用底座(3)或者通用底座(3)和角度底座(4);通用底座(3)適用于T型連接試樣或L型連接試樣的疲勞試驗(yàn);通用底座(3)和角度底座(4)適用于其他角度連接試樣的疲勞試驗(yàn)，角度底座(4)通過通用底座(3)和下夾具(2)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:通用底座(3)是一 T型結(jié)構(gòu)，豎板部分與疲勞試驗(yàn)設(shè)備上的下夾具(2)配合工作以將通用底座(3)固定在下夾具(2)上，橫板部分設(shè)置有若干U型安裝孔(31)用以安裝T型連接試樣或L型連接試樣或角度底座(4)。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:角度底座(4)包括底板和立柱，底板上開有若干長(zhǎng)形安裝孔(41)以與通用底座(3)連接;立柱設(shè)置在底板上，立柱的上端面加工成斜面以適應(yīng)待測(cè)角度連接式樣。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:角度底座(4)立柱的斜面上加工有多個(gè)螺孔(42)，以通過螺釘將待測(cè)角度連接試樣固定在角度底座(4)上。6.一種多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)方法，其特征在于: 步驟1、按照相應(yīng)連接規(guī)范制作多角度連接構(gòu)件試樣； 步驟2、根據(jù)將要進(jìn)行試驗(yàn)的多角度連接構(gòu)件試樣的規(guī)格及疲勞試驗(yàn)設(shè)備夾具選擇相應(yīng)的通用底座和角度底座； 步驟3根據(jù)角度連接構(gòu)件需要采集的載荷數(shù)據(jù)及CAE分析需求進(jìn)行加載條件的設(shè)置并開展試驗(yàn)，最后按照相應(yīng)數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行疲勞性能數(shù)據(jù)的處理并應(yīng)用于后續(xù)CAE分析。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:步驟I中多角度連接構(gòu)件試樣是鋼制件或鋁鎂合金件。8.根據(jù)權(quán)利要求6和7所述的多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:步驟I中多角度連接構(gòu)件試樣的連接方式是焊接或粘接或鉚接。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:步驟2中，當(dāng)對(duì)T型連接試樣或L型連接試樣進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，選擇通用底座(3)，直接將T型連接試樣或L型連接試樣通過螺栓安裝于通用底座(3)上，先用螺栓進(jìn)行預(yù)緊，并調(diào)整好同軸性再用螺栓緊固；將T型連接試樣或L型連接試樣緊固于通用底座(3)上后再整體安裝于疲勞試驗(yàn)設(shè)備上，即通用底座(3)的豎板夾緊在疲勞試驗(yàn)設(shè)備的下夾具(2)中，T型連接試樣或L型連接試樣的上部夾緊在疲勞試驗(yàn)設(shè)備的上夾具(I)中。10.根據(jù)權(quán)利要求6和9所述的多角度連接構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:步驟2中，當(dāng)對(duì)其它角度連接試樣進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，選擇通用底座(3)和角度底座(4)，將角度連接試樣緊固于角度底座(4)上;再將角度底座(4)安裝于通用底座(3)上，先用螺栓進(jìn)行預(yù)緊，并調(diào)整好同軸性再用螺栓緊固；將角度底座(4)固定于通用底座(3)上后再整體安裝于疲勞試驗(yàn)設(shè)備上，即通用底座(3)的豎板夾緊在疲勞試驗(yàn)設(shè)備的下夾具(2)中，角度連接試樣的上部夾緊在疲勞試驗(yàn)設(shè)備的上夾具(I)中。
【文檔編號(hào)】G01M13/00GK105865763SQ201610177939
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】李創(chuàng), 肖勇, 姜起東, 方友震
【申請(qǐng)人】奇瑞汽車股份有限公司