一种用于汽车减震器活塞杆的载荷测试装置[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 209992191 U(45)授权公告日 2020.01.24

(21)申请号 201920972297.6(22)申请日 2019.06.26

(73)专利权人 中国第一汽车股份有限公司

地址 130011 吉林春春汽车经济

技术开发区东风大街号(72)发明人 薄昊　刘占国　李响　王德岭　

孙野　(74)专利代理机构 北京远智汇知识产权代理有

限公司 11659

代理人 张海英(51)Int.Cl.

G01M 17/04(2006.01)

权利要求书1页 说明书5页 附图7页

CN 209992191 U()实用新型名称

一种用于汽车减震器活塞杆的载荷测试装置

(57)摘要

本实用新型公开了一种用于汽车减震器活塞杆的载荷测试装置，属于汽车测试技术领域。该载荷测试装置包括两个设于减震器活塞杆侧壁上的应变片，两个所述应变片连接形成惠斯通

每个所述应变片上均包括纵向敏感栅和横全桥；

向敏感栅，所述纵向敏感栅平行于所述减震器活塞杆的中轴线，所述横向敏感栅垂直于所述减震器活塞杆的中轴线；所述纵向敏感栅和所述横向敏感栅设于所述惠斯通全桥相邻的桥臂上。本实用新型通过将贴设于减震器活塞杆上的应变片组成惠斯通全桥，获得减震器活塞杆的应变量，该应变量乘以减震器活塞杆的载荷与应变的标定系数即可得到减震器活塞杆的载荷谱。

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权　利　要　求　书

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1.一种用于汽车减震器活塞杆的载荷测试装置，其特征在于，包括两个设于减震器活塞杆(100)侧壁上的应变片(1)，两个所述应变片(1)连接形成惠斯通全桥；

每个所述应变片(1)上均包括纵向敏感栅(11)和横向敏感栅(12)，所述纵向敏感栅(11)平行于所述减震器活塞杆(100)的中轴线，所述横向敏感栅(12)垂直于所述减震器活塞杆(100)的中轴线；所述纵向敏感栅(11)和所述横向敏感栅(12)设于所述惠斯通全桥相邻的桥臂上。

2.根据权利要求1所述的载荷测试装置，其特征在于，所述减震器活塞杆(100)为圆柱体结构，两个所述应变片(1)相对于所述减震器活塞杆(100)的中轴线呈中心对称分布。

3.根据权利要求2所述的载荷测试装置，其特征在于，所述减震器活塞杆(100)的侧壁上设有两个安装面(2)，所述安装面(2)为与所述减震器活塞杆(100)的中轴线相平行的平面，每个所述安装面(2)上均对应贴设一个所述应变片(1)。

4.根据权利要求3所述的载荷测试装置，其特征在于，所述安装面(2)为矩形面，所述应变片(1)贴设于所述矩形面的中心。

5.根据权利要求4所述的载荷测试装置，其特征在于，所述矩形面的长度方向与所述减震器活塞杆(100)的中轴线相垂直，所述矩形面的宽度方向与所述减震器活塞杆(100)的中轴线相平行。

6.根据权利要求3所述的载荷测试装置，其特征在于，所述减震器活塞杆(100)的端面上开设有第一盲孔(3)，所述减震器活塞杆(100)的侧壁上开设第二盲孔(4)，所述第一盲孔(3)与所述第二盲孔(4)相连通；所述应变片(1)的引出导线依次经由所述第一盲孔(3)和所述第二盲孔(4)后伸出所述减震器活塞杆(100)。

7.根据权利要求6所述的载荷测试装置，其特征在于，所述第一盲孔(3)的中轴线与所述减震器活塞杆(100)的中轴线相互重合。

8.根据权利要求6所述的载荷测试装置，其特征在于，所述第二盲孔(4)的中轴线与所述减震器活塞杆(100)的中轴线垂直相交。

9.根据权利要求8所述的载荷测试装置，其特征在于，所述第二盲孔(4)的中轴线与所述安装面(2)的法线相互垂直。

10.根据权利要求6所述的载荷测试装置，其特征在于，所述第一盲孔(3)开设于所述减震器活塞杆(100)与车身悬置连接的一端。

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一种用于汽车减震器活塞杆的载荷测试装置

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技术领域

[0001]本实用新型涉及汽车测试技术领域，尤其涉及一种用于汽车减震器活塞杆的载荷测试装置。

背景技术

[0002]伴随国内汽车行业竞争的日益加剧，汽车产品需要有更好的性能，更可靠，更安全的质量保证来面对挑战。车辆在路面行驶过程中受到路面的激励、冲击较大，这些载荷都会传递给减震器，并通过减震器活塞杆传递给车身悬置，因此获得减震器活塞杆在真实路面的载荷谱，对于减震器、车身悬置的强度及耐久寿命的考核，以及整车载荷分解模型的验证是十分必要的。[0003]因此，亟需一种用于汽车减震器活塞杆的载荷测试装置解决上述问题。实用新型内容

[0004]本实用新型的目的在于提供一种用于汽车减震器活塞杆的载荷测试装置，以获得减震器活塞杆的载荷谱，为汽车零部件的强度及耐久寿命的考核提供参考。[0005]为实现上述目的，提供以下技术方案：

[0006]一种用于汽车减震器活塞杆的载荷测试装置，包括两个设于减震器活塞杆侧壁上的应变片，两个所述应变片连接形成惠斯通全桥；

[0007]每个所述应变片上均包括纵向敏感栅和横向敏感栅，所述纵向敏感栅平行于所述减震器活塞杆的中轴线，所述横向敏感栅垂直于所述减震器活塞杆的中轴线；所述纵向敏感栅和所述横向敏感栅设于所述惠斯通全桥相邻的桥臂上。[0008]作为优选，所述减震器活塞杆为圆柱体结构，两个所述应变片相对于所述减震器活塞杆的中轴线呈中心对称分布。[0009]作为优选，所述减震器活塞杆的侧壁上设有两个安装面，所述安装面为与所述减震器活塞杆的中轴线相平行的平面，每个所述安装面上均对应贴设一个所述应变片。[0010]作为优选，所述安装面为矩形面，所述应变片贴设于所述矩形面的中心。[0011]作为优选，所述矩形面的长度方向与所述减震器活塞杆的中轴线相垂直，所述矩形面的宽度方向与所述减震器活塞杆的中轴线相平行。[0012]作为优选，所述减震器活塞杆的端面上开设有第一盲孔，所述减震器活塞杆的侧壁上开设第二盲孔，所述第一盲孔与所述第二盲孔相连通；所述应变片的引出导线依次经由所述第一盲孔和所述第二盲孔后伸出所述减震器活塞杆。[0013]作为优选，所述第一盲孔的中轴线与所述减震器活塞杆的中轴线相互重合。[0014]作为优选，所述第二盲孔的中轴线与所述减震器活塞杆的中轴线垂直相交。[0015]作为优选，所述第二盲孔的中轴线与所述安装面的法线相互垂直。[0016]作为优选，所述第一盲孔开设于所述减震器活塞杆与车身悬置连接的一端。[0017]与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

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本实用新型所提供的载荷测试装置通过将贴设于减震器活塞杆上的应变片组成

惠斯通全桥，获得减震器活塞杆的应变量，应变量乘以减震器活塞杆的载荷与应变的标定系数，即可获得汽车在真实路面行驶时减震器活塞杆的载荷谱，为汽车零部件强度及耐久寿命的考核提供参考。

附图说明

[0019]图1为本实用新型实施例中一种减震器活塞杆的正视图；[0020]图2为本实用新型实施例中一种减震器活塞杆的后视图；[0021]图3为本实用新型实施例中一种减震器活塞杆的剖视图；[0022]图4为本实用新型实施例中一种减震器活塞杆的侧视图；[0023]图5为本实用新型实施例中另一种减震器活塞杆的正视图；[0024]图6为本实用新型实施例中另一种减震器活塞杆的后视图；[0025]图7为本实用新型实施例中另一种减震器活塞杆的剖视图；[0026]图8为本实用新型实施例中另一种减震器活塞杆的侧视图。[0027]附图标记：

[0028]100-减震器活塞杆；[0029]1-应变片；11-纵向敏感栅；12-横向敏感栅；[0030]2-安装面；3-第一盲孔；4-第二盲孔。

具体实施方式

[0031]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。[0032]因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。[0033]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。[0034]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

[0035]在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可

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以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。[0036]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0037]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的。

[0038]参考图1-4，本实施例公开了一种用于汽车减震器活塞杆100的载荷测试装置，包括设于减震器活塞杆100侧壁上的两个应变片1，具体地，该应变片1为电阻式应变片；每个应变片1上均包括有纵向敏感栅11和横向敏感栅12，两个应变片1连接形成惠斯通全桥后，再通过引出导线与数据采集设备连接。数据采集设备被配置为能够采集应变片1的应变量，应变量乘以减震器活塞杆100的载荷与应变的标定系数即可得到减震器活塞杆100的载荷。进一步地，由于本实施例中的应变片1是用于测量减震器活塞杆100受到轴向载荷所产生的应变量，因此在组成惠斯通全桥时，需要保证应变片1的纵向敏感栅11平行于减震器活塞杆100的中轴线，应变片1的横向敏感栅12垂直于减震器活塞杆100的中轴线，且应变片1的纵向敏感栅11和横向敏感栅12设于相邻的桥臂上，从而消除减震器活塞杆100弯曲载荷及扭转载荷的影响，利于获得轴向载荷下应变片1的精确应变量。进一步地，减震器活塞杆100采用圆柱体结构，两个应变片1相对于减震器活塞杆100的中轴线呈中心对称分布，使得数据采集设备采集的应变量更加准确。本实施例的载荷测试装置通过将贴设于减震器活塞杆100上的应变片1组成惠斯通全桥，获得减震器活塞杆100的应变量，应变量乘以减震器活塞杆100的载荷与应变的标定系数，即可获得汽车在真实路面行驶时减震器活塞杆100的载荷谱，为汽车零部件强度及耐久寿命的考核提供参考。[0039]由于减震器活塞杆100的侧壁为圆柱面，因此应变片1贴设于其侧壁上时不可避免地会弯曲，造成测试精度的降低；再者，由于汽车在行驶时，车体的其他零部件(如减震器限位块)会不可避免地与减震器活塞杆100外壁发生剐蹭摩擦，破坏贴设于减震器活塞杆100外壁上的应变片1，影响载荷测试。因此，在减震器活塞杆100的侧壁上机械加工有两个安装面2，安装面2为平面，且与减震器活塞杆100的中轴线相平行。每个安装面2上均对应贴设一个应变片1。在减震器活塞杆100的外壁开设平面状的安装面2，不仅有利于将应变片1平整地贴设于平面上，还提供了一定的让位空间，使得汽车的其他零部件不再与应变片1发生剐蹭摩擦，提高了应变片1的使用寿命。进一步地，由于车辆行驶时减震器活塞杆100的载荷会传递至车身悬置，因此令安装面2位于减震器活塞杆100与车身悬置连接的一端设置，使得最终获得的减震器活塞杆100的载荷谱对于车身悬置强度及耐久寿命的考核更具参考价值。

[0040]进一步地，安装面2为矩形面，则矩形面的中心线与减震器活塞杆100的中轴线相

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交，应变片1贴设于矩形面的中心。进一步地，两个安装面2的大小相同，保证了两个应变片1所测得的应变量一致。可选地，本实施例中，矩形面的长度方向与减震器活塞杆100的中轴线相垂直，矩形面的宽度方向与减震器活塞杆100的中轴线相平行。为了避免在减震器活塞杆100上加工安装面2影响减震器活塞杆100的自身强度，安装面2的尺寸在满足能够贴设整个应变片1的前提下应尽可能的小。

[0041]由于应变片1需要采用引出导线与数据采集器连接，但是汽车的零部件繁多，很容易发生汽车其他零部件干涉引出导线的现象，破坏载荷测试过程。因此，在减震器活塞杆100其中一端的端面上开设第一盲孔3，在减震器活塞杆100的两个安装面2之间的侧壁上开设第二盲孔4，第一盲孔3与第二盲孔4相连通。应变片1的引出导线可由第一盲孔3插入至减震器活塞杆100内部，并进一步由第二盲孔4伸出，再与数据采集设备相连。如此设置，引出导线直接由减震器活塞杆100的一端伸出，避免在减震器活塞杆100的外围散落分布，与汽车的其他零部件发生干涉。可选地，第一盲孔3与第二盲孔4均为柱形孔。可选地，本实施例中的第一盲孔3开设于减震器活塞杆100与车身悬置连接的一端，使引出导线长度尽可能地短。进一步地，为了尽可能减小开设盲孔对于减震器活塞杆100本体的强度或其他机械性能的影响，应令第一盲孔3的中轴线与减震器活塞杆100的中轴线相互重合；其次，第二盲孔4的中轴线应与减震器活塞杆100的中轴线垂直相交；再者，参考图4，第二盲孔4的中轴线与安装面2的法线相互垂直，即令第二盲孔4位于两个安装面2之间的中间位置。同时，盲孔的开设尺寸应在满足引出导线穿设的情况下尽可能地小。对于组成惠斯通全桥的两个应变片1来说，需要四根引出导线与数据采集器连接，因此盲孔的尺寸应在足以容纳四根引出导线的前提下尽可能地小。

[0042]对于减震器活塞杆100来说，不同材质、尺寸、结构的减震器活塞杆100，其载荷与应变的标定系数不尽相同，因此，在对某一车辆的减震器活塞杆100的进行真实路面上的载荷测试获得载荷谱时，需要先利用台架试验获得该减震器活塞杆100的载荷与应变的标定系数。具体地，将设有上述载荷测试装置的减震器活塞杆100架设于台架上，并利用载荷输出设备输出给减震器活塞杆100一定的轴向载荷F，减震器活塞杆100上的应变片1所测得的应变量为δ，则轴向载荷F与应变量δ的比值即为该减震器活塞杆100的载荷与应变的标定系数。获得载荷与应变的标定系数后，令车辆在真实路面行驶，数据采集器采集路面载荷冲击下的减震器活塞杆100的应变量，将采集的应变量乘以上述载荷与应变的标定系数，即可获得车辆在真实路面上的载荷数据，并形成载荷谱。目前，对于零部件开发，各大汽车公司都会使用零部件的实际载荷谱进行强度校验，以保证产品的强度及耐久性等，同时还要保证轻量化。这就给载荷输入提出了近乎苛刻的要求，载荷输入准确，才能保证验证零部件强度及耐久性的精度。本实施例所提供的载荷测量装置能够准确获得减震器活塞杆100在真实路面上的载荷谱，为车身悬置强度的校验提供准确的载荷值输入。可选地，零部件在前期开发阶段的强度校验主要依靠CAE仿真分析及台架试验。因此，获得真实路面的载荷谱既可以为台架试验提供的载荷输入作参考，也可以在CAE仿真分析中，为整车载荷分解模型的验证提供参考数据。

[0043]下面以乘用车为例，介绍减震器活塞杆100上安装面2与盲孔的具体设计,对于乘用车来说，其前减震器活塞杆的尺寸与后减震器活塞杆的尺寸不同，图1-4为前减震器活塞杆的结构示意图，图5-8为后减震器活塞杆的结构示意图。具体地，本实施例中，前减震器活

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塞杆直径是25mm,后减震器活塞杆直径是18mm。前减震器活塞杆的第一盲孔3深度是43mm，第二盲孔4的中轴线距离减震器活塞杆100与车身悬置连接的端面的距离为36mm。后减震器活塞杆的第一盲孔3深度是56mm，第二盲孔4的中轴线距离减震器活塞杆100与车身悬置连接的端面的距离为50mm。上述第一盲孔3和第二盲孔4的直径均是5mm。可选地，前减震器活塞杆的两个安装面2的尺寸为17mm×12mm。后减震器活塞杆的两个安装面2尺寸13mm×12mm。可选地，应变片1的尺寸为6mm×4mm，连接应变片1的引出导线直径是1mm。当然，上述尺寸设计只是适用于乘用车上的某种减震器活塞杆100，具体实施时，根据不同材质、尺寸及结构的减震器活塞杆100，安装面2与盲孔的尺寸设计可以进行调整，在满足应变片1及引出导线的安装要求的前提下，尽可能不影响减震器活塞杆100的自身机械性能。[0044]注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

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