[发明专利]一种橡胶衬套的疲劳试验方法及其工装

说明书

技术领域

本发明涉及汽车橡胶衬套试验检测领域，尤其是涉及一种橡胶衬套的疲劳试验方法及其工装。

背景技术

随着汽车工业的发展，汽车在人们生活中扮演越来越重要的角色，人们对汽车的各项性能尤其NVH性能和可靠性要求也越来越高。

橡胶衬套在汽车底盘系统中广泛的应用，它是由橡胶和金属组成的制品，具有可以衰减，吸收高频振动和噪声，以及体积小、重量轻等优点。在受力复杂的地方存在广泛的应用，如车架、扭梁、连杆、控制臂等地方。一旦橡胶衬套发生失效，严重影响汽车的NVH性能和舒适性，甚至影响汽车的安全性。因此各大主机厂对橡胶衬套零部件的疲劳寿命验证十分重视。

汽车试验分为实际道路试验，试车场试验和室内台架试验。试验台架试验由于周期短、成本低、复现性好而成为现今阶段应用最广泛的试验方法。试验室试验又可以分为常幅试验和变幅试验。在橡胶类的试验中现阶段大多采用的是等幅试验，由于橡胶类产品随着载荷幅值的增加动静比降低(动态软化现象)，频率的增加橡胶衬套产生的热量也会增加，因此橡胶类产品并不能像金属零部件一样，采用S-N曲线法将路谱转化成等幅谱进行试验。等幅谱试验的试验结果与实际使用结果无论是失效模式还是失效里程都存在较大的差异。

发明内容

本发明的目的是提供一种橡胶衬套的疲劳试验方法及其工装，解决现有橡胶衬套台架试验测试结果与实际使用结果差异性大，台架试验测试不准确的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种橡胶衬套的疲劳试验方法，包括以下步骤：

a)采集实际道路中橡胶衬套在纵向、侧向的应变路谱和垂向跳动的位移路谱；

b)将纵向、侧向的应变路谱转化为力值目标信号，垂向跳动的位移路谱转化为位移目标信号；具体通过下述方法，在试验场或者实际道路进行路谱采集前对样件进行标定。对橡胶衬套的纵向和侧向加载力值载荷，同时采集纵向和侧向的应变，利用力值与应变的关系式y₁＝k₁x₁+b₁得出k₁和b₁的值，试中y₁为力值载荷，试中x₁为应变值。垂向加载位移，同时采集应变，并通过位移与应变的关系式y₂＝k₂x₂+b₂得出k₂和b₂的值。路谱采集得到的是应变信号，通过上述公式即可转换得到力值目标信号和位移目标信号。

c)分别对力值目标信号和位移目标信号进行迭代运算，得到力值驱动信号和位移驱动信号；

d)采用液压伺服系统分别对橡胶衬套的纵向、侧向施加力值驱动信号，对橡胶衬套的垂向施加位移驱动信号。

所述步骤c)中的迭代运算具体为根据力值目标信号、位移目标信号、系统频响逆函数及迭代因子，得到初始力值驱动信号和初始位移驱动信号，具体为通过力值目标信号或位移驱动信号×频响函数的逆矩阵×迭代因子得到初始力值驱动信号或初始位移驱动信号。

采用初始力值驱动信号或初始位移驱动信号控制液压伺服系统对橡胶衬套加载力或位移，获得初始力值响应信号和初始位移响应信号；

对比力值目标信号与初始力值响应信号、位移目标信号与初始位移响应信号，得到初始差值，若初始差值在误差范围内，则采用初始驱动信号作为驱动信号，若初始差值不在误差范围内，则根据初始差值、系统频响逆函数及迭代因子，计算第一次驱动信号；采用第一次驱动信号控制液压伺服系统加载载荷，获得第一次响应信号，计算目标信号与第一次响应信号的差值，得到第一次差值，若第一次差值在误差范围内，则采用第一次驱动信号作为驱动信号，若第一次差值不在误差范围内，则根据第一次差值、系统频响逆函数及迭代因子，计算第二次驱动信号；重复上述过程，直到最终响应信号与目标信号的差值在误差范围内，并采用最终驱动信号作为驱动信号。得到最终驱动信号以后，即可用驱动信号驱动液压伺服系统开展试验，达到在台架上实现路试的目的。

误差的计算公式为：(目标信号的均方根值-响应信号的均方根值)/目标信号的均方根值。行业内误差＜10％即认为可接受的范围。

所述第一驱动信号通过初始差值、系统频响逆函数及迭代因子的乘积，再加上初始驱动信号获得，所述第二驱动信号通过第一次差值、系统频响逆函数及迭代因子的乘积，再加上第一驱动信号获得，以此类推。

所述系统频响逆函数通过下述步骤获得：