本申请公开了一种车身表面刚度测量装置，包括加载装置和位移测量装置，位移测量装置包括位移测量元件（6）、导向管（4）、导向管支架（3）和安装了三个定位点（8）的定位支架（5）；加载装置包括测力元件（1）、上导杆支架（2）、导杆（7）和加载件（9），导杆（7）穿过位移测量装置的导向管（4）后和加载件（9）固定连接；加载件中心设有通孔，测量元件（6）的测杆穿过所述通孔并伸出，和被测车身零件表面接触。本测量装置测量基准清晰；使用带有球面和橡胶垫的压头，使载荷更符合实际使用情况；既可以不使用外接电源手工加载测量、也可以实现自动化测量；可以准确测量局部弹性变形和永久变形。局部弹性变形和永久变形。局部弹性变形和永久变形。
【技术实现步骤摘要】
一种车身表面刚度测量装置
[0001]本申请涉及车身表面刚度测量领域，尤其涉及一种车身表面刚度测量装置。
技术介绍
[0002]车身外覆盖件的表面质量是用户能直接感受到的一项重要的质量指标和性能。在车辆的生产和使用过程中，车身外覆盖件会受到各种外界载荷的作用。如操作工人和用户的触碰和按压；强风和积雪的压力、冰雹和碎石的冲击等来自自然界的载荷；车辆清洗和保养时的高压水枪冲洗力和打蜡罐及抹布的压力、车辆抛锚或者维修时用手推车产生的压力等等。由于车身外覆盖件通常跨度较大，而且在轻量化和行人保护等技术和法规的要求下，材料的厚度不断减小，在上述载荷的作用下，很容易发生明显的变形，甚至留下永久的凹陷和压痕，使车辆外观受损，也会使用户对车身的质量产生负面的印象。车身地板，行李箱地板等位置在车辆使用过程中会受到驾乘人员和物品装卸人员的踩踏，以及行李或者货物的压力，如果刚度不足也会出现变形。
[0003]车身钣金件的表面刚度有一个特点，就是对于较大尺度的区域没有支撑的外表面，例如车门中部、发动机盖中部和车顶中部的部分区域，在外界载荷的作用下会发生较大的变形。但是在载荷消失后，永久变形并不大，尤其是在相对于其尺度来说更是如此。因而用户虽然会感觉该区域刚度不足，但是却不会观察到永久性的凹痕。而对于支撑良好的外表面，比如发动机盖外板前端、行李箱外板和行李箱地板等位置，用户感受到的刚度往往足够，但是在打蜡、触碰、推车等外界载荷的作用下，反而容易留下主观可以观察到的凹痕。一般情况下，如果在半径100mm的区域内出现超过0.1mm的永久变形，用户就可以借助光影观察到永久变形的存在。CAE分析可以准确计算车身和开闭件的各种刚度，包括外覆盖件的表面刚度，但在很多情况下仍然需要试验测量进行校核验证。而对于表面刚度的永久变形部分，特别是前述局部发生的、用户可以观察到的微小永久变形，目前仍然需要通过试验测量来准确评价。
[0004]现有技术中最常见的测量方法是，由测力装置安装加载压头后，对车身表面施加压力，然后通过位移测量元件测量测力装置的位移量，间接得出车身表面的变形量，操作复杂，而且误差较大，对于前述低至0.1mm的永久变形更是无法准确测量。为了实现加载和测量同时进行，而且通过位移测量装置直接接触被测表面完成变形的测量，从而解决操作复杂而且误差较大的问题，专利号为ZL01252166.3的技术专利提供了一种用于覆盖件表面刚度测量的传感器，由测力元件及测位移元件两部分构成，测力元件是一个粘贴有电阻应变片的测力环，测力环的下端连接一个套管，套管活动连接一个测力压头；测位移元件是由一个百分表和一个压盘组成，百分表的固定套管与压盘上端紧固在一起，百分表的测杆穿过测力环的孔、四爪套管，由测力压头的中心孔伸出。
[0005]该专利提供的技术方案实现了在加载的同时、在加载的同一侧对被测件变形的直接测量，可以对外覆盖件的微小永久变形进行测量。但是该技术方案仍然至少存在以下两项不足。一是其测位移元件的定位基准不清晰，无法保证测量结果的有效性：所述测位移元
件的测量基准是通过一个压盘和车身外表面的面
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面接触构成，有定义不清晰的缺陷，实际使用中也无法实现稳定可靠的定位。二是其技术方案公开的测力压头（其实际作用为加载压头）不能准确模拟车辆实际使用中受到的载荷：所述测力压头为平面设计，和车身外表面接触并施加载荷后，由于车身外表面出现变形，会导致压头和车身外表面的实际接触状态为压头外圈和车身外表面的线接触，这和车辆实际使用中受到的载荷差别较大，影响其测量结果的有效性。
技术实现思路
[0006]为了改进目前车身表面刚度测量装置的不足，本申请提供了一种位移测量基准清晰，加载方式更符合实际使用情况，既可以不使用外接电源手工加载测量、也可以实现自动化测量，可以准确测量局部弹性变形和永久变形的车身表面刚度测量装置。
[0007]本申请提供的技术方案包括加载装置和位移测量装置；位移测量装置包括位移测量元件6、多个导向管4、导向管支架3和安装有三个定位点8的定位支架5，位移测量元件6固定在定位支架5上，导向管4上端连接至导向管支架3上，下端固定至定位支架5上；所述加载装置包括测力元件1、上导杆支架2、数量和导向管4相同的导杆7和加载件9，导杆7上端固定连接至上导杆支架2，导杆7直径小于导向管4的内径，导杆7穿过位移测量装置的导向管4后和加载件9固定连接；试验载荷通过测力元件1、上导杆支架2、导杆7和加载件9加载到车身被测件表面；加载件9中心设有通孔，位移测量元件6的测杆穿过所述通孔和被测车身件表面接触。
[0008]进一步地，测力元件1为力传感器或者机械拉压测力计，位移测量元件6为千分表或者位移传感器。测力元件1和位移测量元件6的种类可以根据测量目的自由组合。
[0009]进一步地，位移测量元件6和定位支架5的固定通过间隙配合和紧定螺钉实现，位移测量元件6可以在测量方向上调整位置，以适应不同曲率的被测件；导杆7和加载件9相连接的一段设有长螺纹，通过螺母和加载件9连接，使导杆7和加载件9的连接位置在加载方向上可以调节，同样可以使测量装置适应不同曲率的被测件。
[0010]进一步地，加载件9可以包括一个下导杆支架901和一个直径在25mm至100mm的圆柱状轻质金属件或者塑料件压头902，下导杆支架901和导杆7螺纹连接，和压头902通过螺钉连接；压头902加载端为一直径50mm至150mm的球面，且其球心位于压头902轴线上。加载件9可以配备一个或者多个不同规格的压头902。一般与车身发生接触的物体或者人体部位，包括冰雹、打蜡罐、推车或者按压时人的手掌等，都带有一定的弧度。用带有50mm直径球面的、直径为25mm的圆柱状压头902可以模拟冰雹和带有突出物的行李或者货物等物品的作用；用带有100mm直径球面的、直径为50mm的圆柱状压头902可以模拟打蜡罐和人的手掌的推压；用带有150mm直径球面的、直径为100mm的圆柱状压头902可以模拟较大的行李或者货物以及人员踩踏产生的负载。
[0011]进一步地，为了更好地模拟多数载荷情况下，特别是人的手掌按压或者推车的情况下，施加载荷的物品或者身体部位的硬度较低的情况，加载件9还可以包括一个橡胶垫903，该橡胶垫903粘接在压头902加载端的球面上并和整个加载面贴合，其中心位置也留有通孔；橡胶垫903的肖氏硬度在40至60，厚度为1至3mm。
[0012]作为优选方案，压头902的柱体直径为50mm，加载端球面直径为100mm，其中心通孔
直径小于等于5mm，以允许测位移元件6的测杆通过，又不影响加载效果。
[0013]压头902上粘接的橡胶垫903的厚度优选为2mm，其硬度优选为肖氏硬度50。
[0014]进一步地，定位点8和定位支架5连接的一端设有长螺纹，通过螺母和定位支架5连接，使定位点8在径向可以调节其和定位支架5的连接位置，以使测量装置适应不同曲率的被测件。定位点8均匀分布在一个以位移测量元件6的测杆为中心、半径为100mm的圆周本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种车身表面刚度测量装置，包括加载装置和位移测量装置，其特征在于：所述位移测量装置包括位移测量元件（6）、多个导向管（4）、导向管支架（3）和带有三个定位点（8）的定位支架（5），位移测量元件（6）固定在定位支架（5）上，导向管（4）上端连接至导向管支架（3）上，下端固定至定位支架（5）上；所述加载装置包括测力元件（1）、上导杆支架（2）、加载件（9）、数量和导向管（4）相同的导杆（7），导杆（7）上端固定连接至上导杆支架（2），导杆（7）直径小于导向管（4）的内径，导杆（7）穿过导向管（4）后和加载件（9）固定连接；试验载荷通过测力元件（1）、上导杆支架（2）、导杆（7）和加载件（9）加载到车身被测件表面；加载件（9）中心设有通孔，位移测量元件（6）的测杆穿过所述通孔并伸出，和车身被测件表面接触。2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述测力元件（1）为力传感器或者机械拉压测力计；所述位移测量元件（6）为千分表或者位移传感器。3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于：所述位移测量元件（6）和定位支架（5）的固定通过间隙配合和紧定螺钉固定，位移测量元件（6）可以在测量方向上调整位置；所述导杆（7）和所述加载件（9）相连接的一段设有长螺纹，通过螺母和加载件（9）连接，使导杆（7）和加载件（9）的连接位置在加载方向上可以调节。4.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于：所述加载件（9）包括一个下导杆支架（901）和一个直径在25mm至100mm的圆柱状轻质金属件或者塑料件压头（902），所述下导杆支架（901）和导杆（7）螺纹...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨华廷，
申请(专利权)人：上海里莱技术服务中心，
类型：发明
国别省市：
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