[发明专利]汽车悬架螺旋弹簧工作位移的测试方法

说明书

技术领域

本发明属于一种汽车零部件位移测试方法，特别是涉及一种汽车悬架螺旋弹簧位移的测试方法。

背景技术

汽车悬架螺旋弹簧广泛应用于独立悬架，特别是前轮独立悬架中。螺旋弹簧具有以下优点：无需润滑，不忌泥污；它所需的纵向安装空间不大；弹簧本身质量小。所以汽车悬架螺旋弹簧位移试验数据也成为各汽车厂家很关注的事情。目前汽车悬架螺旋弹簧工作位移测试的主要测试方法为使用位移传感器进行测量。位移传感器测试的主要缺点是由于空间的限制，有时位移传感器安装困难，并影响测试精度。

发明内容

本发明提供一种汽车悬架螺旋弹簧工作位移的测试方法，以解决位移传感器安装困难，并影响测试精度的问题。

本发明采取的技术方案是包括下列步骤：

（1）在圆柱螺旋弹簧中间段、相对于过弹簧中心轴线平面对称的两个相邻侧面与簧丝轴线成±45o方向各粘贴两个电阻应变片，其中第一电阻应变片和第二电阻应变片粘贴在所述一侧面，第三电阻应变片和第四电阻应变片粘贴在所述对称另一侧面，第一电阻应变片和第二电阻应变片组成半桥，第三电阻应变片和第四电阻应变片组成另一半桥，将两个半桥接入惠斯通电桥；

（2）利用线性作动器试验机进行螺旋弹簧压缩试验，记录下每次不同时刻的位移，用应变仪记录下不同时刻的两个半桥应变值，直至达到最大位移后卸载，得到螺旋弹簧位移与测试应变之间的标定系数，通过测试应变信号最终得到螺旋弹簧位移数据，实现螺旋弹簧位移的准确测试。

本发明的优点是：汽车悬架螺旋弹簧是汽车正常行驶的重要承载件，螺旋弹簧数据是汽车厂商产品开发的重要基础数据。本发明为汽车悬架螺旋弹簧位移测试提供了一种高精度、易操作的测试方法；解决了由于空间限制，所导致的弹簧位移测试困难和测试精度不高的问题，这对工程应用有重要意义。

附图说明

图1 汽车悬架螺旋弹簧应变片安装参考位置图。

图2 汽车悬架螺旋弹簧位移-应变标定压缩试验装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

如图1所示，在圆柱螺旋弹簧中间段、相对于过弹簧中心轴线平面对称的两个相邻侧面与簧丝轴线成±45o方向各粘贴两个电阻应变片，其中第一电阻应变片                                                和第二电阻应变片粘贴在所述一侧面，第三电阻应变片和第四电阻应变片粘贴在所述对称另一侧面，第一电阻应变片和第二电阻应变片组成半桥，第三电阻应变片和第四电阻应变片组成另一半桥。

试验时将电阻应变片/、/分别接入惠斯通电桥，采用半桥接法，那么两个组合应变、的输出值为：

= =

当螺旋弹簧受压缩时，根据圆柱形螺旋弹簧受压的特点，可得出：

＝2＝2

设圆柱形螺旋弹簧位移为，则＝K1·    ＝K2·

其中K1、K2为常数，也就是通过螺旋弹簧受压缩得到的标定系数。

为消除螺旋弹簧受压缩不均带来的位移影响，我们由K1、K2共同计算得出最终测试螺旋弹簧的位移   S ＝        (1)

我们只要在螺旋弹簧受压缩标定试验时，记录两个应变值、和位移的试验数据，就可以得到标定系数K1、K2，最终得到螺旋弹簧位移数据。

以汽车圆柱螺旋弹簧为例，本试验操作的基本步骤包括：

①选取汽车圆柱螺旋弹簧作为对象；

②如图1所示，在圆柱螺旋弹簧中间段相对于过弹簧中心轴线平面对称的两个相邻侧面与簧丝轴线成±45o方向各粘贴两个电阻应变片，其中第一电阻应变片和第二电阻应变片粘贴在所述一侧面，第三电阻应变片和第四电阻应变片粘贴在所述对称另一侧面，第一电阻应变片和第二电阻应变片组成半桥，第三电阻应变片和第四电阻应变片组成另一半桥，将两半桥接入应变仪；

③如图2所示，利用线性作动器试验机进行螺旋弹簧压缩试验，记录下每次不同时刻的位移，用应变仪记录下不同时刻的两个半桥应变、值，二者输入计算机，直至达到最大位移40mm后卸载。通过应变和位移数据，得到标定系数K1、K2（单位为mm/）。

以红旗牌乘用车一前悬架圆柱螺旋弹簧为试验件，左侧试验结果如下：

表1 螺旋弹簧受压标定试验结果

表2标定系数

由表2，利用公式（1），可知

最终测试螺旋弹簧的位移S＝0.0201·+0.0219· （mm）

在进行道路试验时，只要记录两个应变值、的试验数据，就可以得到准确的螺旋弹簧位移数据。