[发明专利]一种纵置复合材料板簧性能测试装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种纵置复合材料板簧性能测试装置及测试方法，测试装置包括：基座；固定支架，设置在所述基座上；待测试板簧，所述待测试板簧的一端与固定支架固定连接，另一端与固定支架活动连接；固定组件，固定连接在所述待测试板簧的中部；第一载荷加载系统，与所述固定组件连接并可相对固定组件转动，在待测试板簧的厚度方向和/或长度方向上施加载荷；第二载荷加载系统，与所述固定组件连接，至少在待测试板簧的宽度方向上施加载荷。本发明可模拟板簧在实际装车工况下所受到的各种方向的力，更客观地评价复合材料板簧的疲劳寿命，提高复合材料板簧的可靠性。

技术领域

本发明属于板簧检测技术领域，具体地说，涉及一种纵置复合材料板簧性能测试装置及测试方法。

背景技术

随着全球能源紧缺及环境污染问题的日益突显，对汽车进行轻量化处理显得尤为重要。纤维增强复合材料具有比重小、弹性模量大、比强度高、耐疲劳性能好、可设计性强等优点，既能满足汽车板弹簧的设计要求，又能解决环保、能耗以及乘车舒适稳定性问题。纤维增强复合材料的特性既可以满足汽车用板簧对材料的性能要求,又能达到较大限度减轻重量的效果，同时，复合材料板簧的可靠性好，疲劳寿命高，产品具有良好的抗腐蚀性。与传统金属构件的二次加工成型相对，复合材料板簧成型工艺将材料成型过程与汽车部件成型过程一体化，能够对汽车复合材料构件进行整体优化设计，一次成型，工艺简单。因此在汽车工业领域复合材料板簧具有广阔的应用前景。

现有的复合材料板簧制造技术多是通过叠层热压、RTM成型或者缠绕成型实现，这种特殊的成型方式决定了复合材料板簧各个方向性能的不一致，这与普通钢板弹簧材料的各向同性有很大差别，即复合材料板簧是各向异性的。此外，汽车板簧在实际路况中会经历不同的运动状态，即会受到不同方向力的作用。这些力的作用主要包括起伏路况的上跳、下压、制动以及加、减速过程中对板簧跨度方向的挤压，所产生的板簧跨度方向的“S”变形；还有汽车转向时所受到的侧倾力，使板簧产生横向的侧倾变形。因此板簧受力情况并非单一，比较复杂。板簧在受到各种交变力的反复作用下，会在局部位置产生疲劳裂纹并扩展，对于复合材料层压材料则更易产生分层，最终导致其失效。

目前的钢板弹簧测试体系，大多是通过垂直方向的位移和载荷得到板簧的刚度以及垂直循环载荷作用下的疲劳寿命，但这种测试方式用于评价测试复合材料板簧的性能并不全面，难以预判复合材料板簧是否能够满足整车的要求，往往在整车路试过程中以失败而告终。

公开号为CN106092552A的中国专利公开了一种汽车纵置复合材料板簧性能测试装置，包括一基板；一待测试板簧；对称设置在基板顶面两侧的一对导轨；一对设置在导轨上且与导轨构成移动副的滑动件，导轨与滑动件之间设置有相配合的位移测量装置；安装在滑动件上的支撑部件支撑待测试板簧，载荷加载系统的输出杆通过夹板连接在待测试板簧的中部，输出杆的中轴线垂直于测试基准面。该方案通过测量板簧的横向位移，利用弦长修正板簧刚度，测试复合材料板簧的性能。

公开号为CN106289745A的中国专利公开了一种复合材料板簧高低温疲劳和侧倾性能测试台架，包括实验箱体、温度调节系统、驱动机构、压力杆和温度传感器；所述实验箱体内通过升降机构安装有板簧支撑横梁，所述板簧支撑横梁的位置与压力杆相配合，板簧支撑横梁上设置有一对板簧夹持支架，板簧夹持支架与板簧支撑横梁相配合具有两个板簧夹持位置，两个所述的板簧夹持位置分别为水平夹持位置和竖直夹持位置。该方案也仅是对复合材料板簧进行垂直方向加压，测试其疲劳性能。对于侧倾性能的测试为单点载荷施加，不足以模拟实际路况中板簧受到的侧倾力。

因此，现有测试装置中，一方面，对复合材料板簧的测试为单点单方向载荷施加，不能同时在多个方向加载负荷，不足以模拟实际路况中板簧受到的多个方向的压力；另一方面，现有的测试装置中，板簧两端的卷耳均是固定在可以滑动的小车上进行测试，与板簧实际装车状况差异较大，不能客观地反映复合材料板簧的疲劳寿命。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容