[发明专利]发动机悬置总成垂向多级谱试验台架及其试验方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车产品测试技术领域，具体地说，本发明涉及一种发动机悬置总成垂向多级谱试验台架及其试验方法。

背景技术

乘用车发动机悬置总成疲劳寿命是产品的重要属性。目前，乘用车发动机悬置总成台架疲劳试验大多采用等幅加载和随机加载两种方式。

随机加载疲劳试验能够很好地复现路试受载情况，其试验结果与实际情况更加接近，体现了载荷历程中的随机性和不重复性，可以比较好地模拟实际的随机载荷历程。但是，由于随机加载疲劳试验的试验周期较长、成本较高，一般不适用于零件的前期开发。而等幅加载疲劳试验，以其快速、简单、直接、成本较低等特性而广受欢迎，它也是应用频率最高的一种试验室台架试验方法。不过，它也存在一定的局限性，由于载荷单一，不能体现路试的受载情况，也就不能体现出零件在不同载荷下的疲劳损伤；偶尔的过载还可能会导致零件在高应力集中区域产生塑性变形，造成应力的重新分配，同时残余应力会影响整个零件的疲劳损伤。

发明内容

本发明的目的是提出一种发动机悬置总成垂向多级谱试验台架及其试验方法，以解决现行试验方法试验周期长、成本高，不适用于零件的前期开发，残余应力影响零件的疲劳损伤等缺点，提高试验效率和试验精度。

发动机悬置总成垂向多级谱试验台架包括液压缸、温度箱以及设置于温度箱内部的加载夹具、发动机悬置和组合支架；所述发动机悬置的底部固定在组合支架上，所述组合支架固定在温度箱的内部底板上；所述液压缸包括液压缸底座、活塞杆和万向节MTS连接头，所述液压缸底座固定在外部龙门架上，所述活塞杆的一端固定在液压缸底座上，另一端伸入温度箱内部通过其端部的万向节MTS连接头与加载夹具连接；所述加载夹具通过螺栓与发动机悬置固定连接。

发动机悬置的底部在组合支架上固定的同时，其上部还通过螺栓与加载夹具固定连接，有利于试验时液压缸既可以向其施加下压的力，又可以向其施加上拉的力，可以更好地模拟随机载荷历程，复现路试受载情况。同时，用温度箱封闭发动机悬置，可以控制试验温度，还原发动机悬置的真实应用环境。

进一步地，所述液压缸垂向设置于所述温度箱的上部。液压缸依次通过万向节MTS连接头和加载夹具与发动机悬置连接，模拟了发动机悬置的实际垂向受载工况。

进一步地，所述温度箱的顶部设有开孔，所述开孔的大小与活塞杆的下部杆体的横截面大小相适应。这样的设置方便于试验时液压缸的动作。

进一步地，所述活塞杆的杆体上设有隔热密封套。隔热密封套设置在活塞杆下部杆体与温度箱开孔的相接处，以保证温度箱内的温度范围保持在80℃ + 2℃。

发动机悬置总成垂向多级谱试验台架的试验方法，包括以下步骤：S1,通过雨流计数分析，得到应变Range-Mean矩阵；S2,利用古德曼均值应力修正公式，对应变Range-Mean矩阵的各级应变所对应的幅值进行修正；S3, 根据悬置应变-载荷标定系数，将应变谱转化成载荷谱；S4,将试验场一个循环载荷谱的统计频次外推至整个试验场规范频次；S5,根据S4所得到的载荷谱，控制液压缸动作，进行疲劳试验。

实验时，先通过运算分析确定发动机悬置总成的垂向多级谱，即Block载荷谱，确定Block载荷谱的具体步骤包括上述S1～S4；通过步骤S1～S4确定Block载荷谱后，再利用发动机悬置总成垂向多级谱试验台架根据Block载荷谱，控制液压缸动作，进行疲劳试验。如此，先确定了根据载荷历程中的随机性演算出来的载荷谱，再展开试验，考虑了试验的各种可能性和不确定性，可以使试验进行得更加有条不紊，并且也更接近真实路试受载情况。

进一步地，所述液压缸的动作控制通过MTS液压伺服系统的MPT控制软件来运行。MTS液压伺服系统是美国MTS公司的力学测试与模拟试验系统，MPT是基于MTS计算命令控制的多用途试验软件。

进一步地，所述试验方法的温度设置范围为：80℃ + 2℃，以更贴近发动机悬置的实际应用环境。

本发明的悬置总成垂向多级谱加载试验台架及其试验方法，能够体现路试受力情况，考虑了零件在不同载荷下的疲劳性能，并复现路试失效模式，从而能够更加真实地反映零部件的使用特性和试验场试验的载荷谱，所以试验精度比等幅加载更高，同时大大缩短了试验周期，提高了试验效率，有利于零件的前期开发验证。

附图说明

图1是发动机悬置总成垂向多级谱试验台架示意图。

具体实施方式