汽車懸架減振器活塞桿彎斷力學性能測試系統(tǒng)

李明杰

摘要：汽車減振器活塞桿彎斷力系性能測試系統(tǒng)利用了三點彎曲式的試驗方法，實現(xiàn)了彎曲力一撓度曲線和加載速度的實時顯示，完成了活塞桿從受彎曲力至斷裂過程中主要參數(shù)的測定。該測試系統(tǒng)具有操縱方便、測試精度高等特點。

關鍵詞：活塞桿；彎曲試驗

1引言

活塞桿是減振器的重要組成部分，在工作過程中承受交變的軸向力和側向力。因此，活塞桿的力學性能要求比較高。

除了先進的生產工藝、現(xiàn)代化管理能提高活塞桿的力學性能，使用方便、精度高、穩(wěn)定性好、效率高的檢測系統(tǒng)也能提高其力學性能。汽車懸架減振器活塞桿彎斷力學性能測試系統(tǒng)是針對汽車減振器活塞桿三點彎曲直至斷裂的測試軟件，其采用可控的數(shù)據(jù)采集處理、人機對話式操作，操作方便、測試精度高。

2測試系統(tǒng)的主要技術參數(shù)

測試系統(tǒng)匹配相關硬件后，可實現(xiàn)的主要技術參數(shù)如下：

①減振器活塞桿試樣直徑≤φ28，力傳感器量程為10t，即最大彎曲力≤100KN。若活塞桿直徑>φ28，則更換力傳感器，并重新標定力傳感器。

②活塞桿彎曲最大撓度撓度≤45mm。

③位移傳感器精度：0.1級，位移傳感器型號：ASKX-81，量程：±25mm。

④力傳感器精度：0.1級，力傳感器型號：NS-WL1，量程：10t。

⑤數(shù)據(jù)采集精度；16位，數(shù)據(jù)采集卡型號：NIPCI-6220（或NIUSB6009，14位精度）。

3測試系統(tǒng)工作原理

4測試系統(tǒng)硬件

測試系統(tǒng)由硬件部分包括：加載系統(tǒng)、傳感器（力傳感器、位移傳感器）、信號調理模塊、數(shù)據(jù)采集卡和電腦。其工作原理為：液壓加載系統(tǒng)對活塞桿施加彎曲力，使其產生彎曲變形，通過力傳感器，將彎曲力轉變?yōu)殡妷盒盘枺⑶医?jīng)過信號調理模塊調理放大；同時位移傳感器將撓度的變化量轉化為電壓信號，兩組信號一起輸入數(shù)據(jù)采集卡。數(shù)據(jù)采集卡經(jīng)過A/D轉換，輸入計算機，利用測試系統(tǒng)的軟件部分進行數(shù)據(jù)的處理、分析和計算并儲存和打印。

5測試系統(tǒng)軟件

5.1軟件結構框架。（如圖2所示）

5.2前面板（測試面板）

測試系統(tǒng)的前面板如圖3所示。

5.2.1輸入?yún)?shù)

在數(shù)據(jù)采集前準確輸入跨距，數(shù)據(jù)采集后，根據(jù)Ls（mm）和試樣直徑d（mm）計算結果。若發(fā)現(xiàn)參數(shù)錯誤，單擊“參數(shù)修改”按鈕，系統(tǒng)將重新計算。

5.2.2主控制按鈕

包括自檢、數(shù)據(jù)采集、標定、保存、打印、傳感器清零、停止采集、壓斷去尾線、讀取、程序停止。

（1）自檢

自檢界面通顯示過—曲線和—曲線和傳感器的標定參數(shù)，判斷位移傳感器和力傳感器的信號能否被采集到，但不能判斷采集的參數(shù)是否準確。

（2）標定模塊

實現(xiàn)力傳感器和位移傳感器的標定功能。

（3）清零模塊

清零模塊實現(xiàn)力傳感器和位移傳感器清零功能。將試件安放到支撐滾柱上，調整試驗機移動橫梁將試件壓住，當活塞桿接觸到壓頭表面，且未被施加彎曲載荷時（預壓力小于50N），在主界面單擊傳感器清零按鈕，將力傳感器和位移傳感器清零。

（4）數(shù)據(jù)采集

操作人員一邊控制液壓加載旋鈕，一邊監(jiān)視顯示器上的“試驗速度mm/min”的速度值。隨著活塞桿被壓彎，速度值發(fā)生改變，一般試驗速度應為2mm/min，速度的保持是通過調整手動控制加載力旋鈕來實現(xiàn)。在觀察速度的同時觀察主界面顯示的彎曲力一撓度曲線，該曲線將隨加載的進行逐漸延伸?；钊麠U被壓斷，數(shù)據(jù)采集將自動結束。若試驗要求活塞桿不斷裂，則需要單擊主界面的“停止采集”按鈕，如圖4所示。

（5）壓斷去尾線

尾線的去除方式有3種：最大撓度去尾線（彎曲力一撓度曲線將從最大撓度處斷裂）、突變去尾線（根據(jù)壓斷過程中的彎曲力與撓度的變化突變去除尾線）和指定撓度去尾線（在指定的撓度處將彎曲力一撓度的尾線去除）。

（6）存儲模塊

實現(xiàn)功能參數(shù)（輸入、輸出參數(shù)以及環(huán)境參數(shù)）的存儲功能。

（7）讀取模塊

實現(xiàn)把存入功能參數(shù)讀出并顯示的功能。

（8）打印模塊

包括中文打印和英文打印，即將各個功能參數(shù)寫入實驗報告，并輸出打印。

5 2 3數(shù)據(jù)輸出

數(shù)據(jù)輸出中的撓度fx處彎曲力Fx（KN）為測試后根據(jù)指定撓度fx（mm）單擊計算fx處Fx得到的，如圖5所示。

數(shù)據(jù)輸出中的彎曲力FA處的永久變形f_A（mm）為測試后根據(jù)指定彎曲力F_a（KN）單擊FA處永久變形得到的。

6結語

經(jīng)過試驗研究表明汽車減振器活塞桿彎斷力系性能測試系統(tǒng)具備以下功能：

①具備手動清零的功能；

②實時記錄彎曲力—撓度曲線和加載速度，能夠自動計算并顯示屈服彎曲力、最大彎曲力和最大撓度；

③根據(jù)需要自動計算指定并顯示撓度處的彎曲力和指定彎曲力處的永久變形；

④與相關硬件匹配后，具有使用方便、界面友好、性能完善、測試精度高。