用于超重型底盘悬架系统的螺旋弹簧台架试验方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于超重型底盘悬架系统的螺旋弹簧台架试验方法，针对用于超重型底盘悬架系统的螺旋弹簧，从静强度和疲劳强度两个方面出发，包括特性试验和疲劳试验两部分，特性试验主要是测试弹簧的刚度特性、应力水平，疲劳试验主要是验证弹簧的疲劳寿命；通过静态加载，校核刚度曲线以及静强度应力水平；基于材料SN曲线，计算给出给定疲劳台架试验寿命所对应的载荷谱，经过多轮的应用，并逐渐成为螺旋弹簧台架试验的依据。为螺旋弹簧台架试验的依据。为螺旋弹簧台架试验的依据。

Coil spring bench test method for super heavy chassis suspension system

【技术实现步骤摘要】
用于超重型底盘悬架系统的螺旋弹簧台架试验方法


[0001]本专利技术涉及多轴重型特种车辆
，尤其涉及一种用于超重型底盘悬架系统的螺旋弹簧台架试验方法。

技术介绍

[0002]在特种运输领域，针对大重量的上装设备，多轴超重型底盘应用广泛。随着国家对环保排放要求的提高、以及电动化程度的发展，多轴超重型特种车辆底盘也逐渐采用电驱动型式。电驱动底盘对模块化、通用化、免维护等的要求高，因此，用于超重型底盘悬架系统的重载大行程螺旋弹簧技术及产品应运而生。
[0003]用于超重型底盘悬架系统的螺旋弹簧，载荷大、行程大、布置空间有限，设计约束条件多，因此，在完成螺旋弹簧的设计、生产之后，如何验证其是否满足使用要求是一个需要重点研究的方向。现有的螺旋弹簧相关设计标准、手册、技术条件，也提到了螺旋弹簧台架试验的相关内容，试验内容没有针对性，但试验方法不够明确，比如没有给出疲劳台架试验的加载载荷谱。因此，如何设计一种用于超重型底盘悬架系统的螺旋弹簧台架试验的方案成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的用于超重型底盘悬架系统的螺旋弹簧台架试验方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案具体是这样实现的：
[0006]本专利技术提供了一种用于超重型底盘悬架系统的螺旋弹簧台架试验方法，包括：将螺旋弹簧固定在垂向加载的龙门架与液压作动器之间；在根据预设方式计算得到的所述螺旋弹簧容易出现断裂的丝径处贴应变片；将所述螺旋弹簧从自由状态加载至压并状态，获取整个过程中的所述液压作动器输出力和位移，计算所述螺旋弹簧的弹性力与位移的关系；通过所述螺旋弹簧材料的SN曲线，绘制极限应力图，获取不同寿命所对应的加载载荷谱；将所述螺旋弹簧预压至中位，以预设幅值和频率的正弦载荷谱进行疲劳试验，评判循环次数是否能够满足理论寿命。
[0007]其中，所述将所述螺旋弹簧固定在垂向加载的龙门架与液压作动器之间包括：将所述螺旋弹簧上端通过第一支座与力传感器、第一过渡件一并固定在所述龙门架上，将所述螺旋弹簧下端通过第二支座、第二过渡件与所述液压作动器连接，所述液压作动器固定在底座上；其中，所述螺旋弹簧上端的第一支座和所述螺旋弹簧下端的第二支座轴心在同一垂向直线上且与所述螺旋弹簧中心线在同一直线上，所述螺旋弹簧大端为下端，所述螺旋弹簧变径端为上端。
[0008]其中，所述在根据预设方式计算得到的所述螺旋弹簧容易出现断裂的丝径处贴应变片包括：根据测试加载过程中采集得到所述螺旋弹簧丝径的应变，计算得到丝径所受的剪切应力，根据所述剪切应力将所述应变片主按照应力方向与丝径螺旋方向成45
°
角进行
粘贴。
[0009]其中，所述螺旋弹簧容易出现断裂的丝径包括：0.5圈处、1.5圈处和4.5圈处。
[0010]其中，所述将所述螺旋弹簧从自由状态加载至压并状态，获取整个过程中的所述液压作动器输出力和位移，计算所述螺旋弹簧的弹性力与位移的关系包括：加载时，控制所述液压作动器缓慢上升，在所述力传感器有数值时，测量此时的高度作为加载的初始高度，以所述高度数值修改第1级加载的螺旋弹簧长度数值；按照预设方式逐步缓慢压缩至设定的弹簧高度，按预设加载速度进行压缩，加载至每一级停顿预设时间，载荷稳定后获取当前数据，直到所述螺旋弹簧长度为压并长度，控制所述液压作动器缓慢回位，至所述螺旋弹簧伸长回到自由长度；重复执行预设次数，将获取的数据写入弹簧加载位移及载荷记录表，所述弹簧加载位移及载荷记录表至少包括：自由长度位置、下限位位置、满载长度位置、上限位位置、压并位置。
[0011]其中，每一级加载的螺旋弹簧为在两个节点之间按照预设距离进行插值取点。
[0012]其中，所述预设距离为5～10mm。
[0013]其中，通过所述螺旋弹簧材料的SN曲线，绘制极限应力图，获取不同寿命所对应的加载载荷谱；通过所述螺旋弹簧材料的SN曲线，绘制极限应力图，在所述极限应力图中画出目标寿命次数所对应的最大应力、最小应力取值区域，得到不同寿命次数对应的加载载荷；根据被试弹簧的参数计算得到疲劳试验加载的载荷谱中位长度和正弦载荷谱的幅值。
[0014]其中，将所述螺旋弹簧预压至中位，以预设幅值和频率的正弦载荷谱进行疲劳试验，评判循环次数是否能够满足理论寿命包括：将所述螺旋弹簧压缩至长度为第一工况中位，所述第一支座和所述第二支座弹簧支撑面距离为第一工况值，按照第一工况正弦波进行加载，往复循环第一预设次，在位移、载荷读数稳定后，按照第二工况正弦波进行疲劳试验，直至全部工况试验完毕；其中，试验中每隔第二预设次测量满载负荷、满载高度及自由高度，并继续试验；试验过程中记录相关数据，所述相关数据包括：液压作动器的位移、力传感器信号、应变信号的时间历程；若循环次数未达到要求就发生了断裂，则所述螺旋弹簧的疲劳试验结束，表明未达到理论疲劳寿命要求；若试验循环次数达到要求的寿命次数未发生断裂，表明所述螺旋弹簧满足理论疲劳寿命要求。
[0015]所述第一预设次为100次，所述第二预设次为5万次。
[0016]由此可见，通过本专利技术提供的用于超重型底盘悬架系统的螺旋弹簧台架试验方法，针对用于超重型底盘悬架系统的螺旋弹簧，从静强度和疲劳强度两个方面出发，包括特性试验和疲劳试验两部分，特性试验主要是测试弹簧的刚度特性、应力水平，疲劳试验主要是验证弹簧的疲劳寿命；通过静态加载，校核刚度曲线以及静强度应力水平；基于材料SN曲线，计算给出给定疲劳台架试验寿命所对应的载荷谱，经过多轮的应用，并逐渐成为螺旋弹簧台架试验的依据。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0018]图1为本专利技术实施例提供的螺旋弹簧台架试验原理简图；
[0019]图2为本专利技术实施例提供的螺旋弹簧应变测点位置示意图；
[0020]图3为本专利技术实施例提供的可靠度为99％下的S
‑
N曲线；
[0021]图4为本专利技术实施例提供的极限应力图。
具体实施方式
[0022]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0023]图1为本专利技术实施例提供的螺旋弹簧台架试验原理简图，结合图1至图4，对本专利技术实施例提供的用于超重型底盘悬架系统的螺旋弹簧台架试验方法进行说明。
[0024]本专利技术实施例提供的用于超重型底盘悬架系统的螺旋弹簧台架试验方法，包括：
[0025]S1，将螺旋弹簧固定在垂向加载的龙门架与液压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于超重型底盘悬架系统的螺旋弹簧台架试验方法，其特征在于，包括：将螺旋弹簧固定在垂向加载的龙门架与液压作动器之间；在根据预设方式计算得到的所述螺旋弹簧容易出现断裂的丝径处贴应变片；将所述螺旋弹簧从自由状态加载至压并状态，获取整个过程中的所述液压作动器输出力和位移，计算所述螺旋弹簧的弹性力与位移的关系；通过所述螺旋弹簧材料的SN曲线，绘制极限应力图，获取不同寿命所对应的加载载荷谱；将所述螺旋弹簧预压至中位，以预设幅值和频率的正弦载荷谱进行疲劳试验，评判循环次数是否能够满足理论寿命。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述螺旋弹簧固定在垂向加载的龙门架与液压作动器之间包括：将所述螺旋弹簧上端通过第一支座与力传感器、第一过渡件一并固定在所述龙门架上，将所述螺旋弹簧下端通过第二支座、第二过渡件与所述液压作动器连接，所述液压作动器固定在底座上；其中，所述螺旋弹簧上端的第一支座和所述螺旋弹簧下端的第二支座轴心在同一垂向直线上且与所述螺旋弹簧中心线在同一直线上，所述螺旋弹簧大端为下端，所述螺旋弹簧变径端为上端。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在根据预设方式计算得到的所述螺旋弹簧容易出现断裂的丝径处贴应变片包括：根据测试加载过程中采集得到所述螺旋弹簧丝径的应变，计算得到丝径所受的剪切应力，根据所述剪切应力将所述应变片主按照应力方向与丝径螺旋方向成45
°
角进行粘贴。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述螺旋弹簧容易出现断裂的丝径包括：0.5圈处、1.5圈处和4.5圈处。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述螺旋弹簧从自由状态加载至压并状态，获取整个过程中的所述液压作动器输出力和位移，计算所述螺旋弹簧的弹性力与位移的关系包括：加载时，控制所述液压作动器缓慢上升，在所述力传感器有数值时，测量此时的高度作为加载的初始高度，以所述高度数值修改第1级加载的螺旋弹簧长度数值；按照预设方式逐步缓慢压缩至设定...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军伟，吴学雷，杨波，万芳，刘迁，杨欣然，佟家慧，李辰，徐海东，郑永春，张洪涛，于斌，杜苗苗，
申请(专利权)人：北京航天发射技术研究所，
类型：发明
国别省市：