汽车悬架减振器活塞杆弯断力学性能测试系统

李明杰

摘要：汽车减振器活塞杆弯断力系性能测试系统利用了三点弯曲式的试验方法，实现了弯曲力一挠度曲线和加载速度的实时显示，完成了活塞杆从受弯曲力至断裂过程中主要参数的测定。该测试系统具有操纵方便、测试精度高等特点。

关键词：活塞杆；弯曲试验

1引言

活塞杆是减振器的重要组成部分，在工作过程中承受交变的轴向力和侧向力。因此，活塞杆的力学性能要求比较高。

除了先进的生产工艺、现代化管理能提高活塞杆的力学性能，使用方便、精度高、稳定性好、效率高的检测系统也能提高其力学性能。汽车悬架减振器活塞杆弯断力学性能测试系统是针对汽车减振器活塞杆三点弯曲直至断裂的测试软件，其采用可控的数据采集处理、人机对话式操作，操作方便、测试精度高。

2测试系统的主要技术参数

测试系统匹配相关硬件后，可实现的主要技术参数如下：

①减振器活塞杆试样直径≤φ28，力传感器量程为10t，即最大弯曲力≤100KN。若活塞杆直径>φ28，则更换力传感器，并重新标定力传感器。

②活塞杆弯曲最大挠度挠度≤45mm。

③位移传感器精度：0.1级，位移传感器型号：ASKX-81，量程：±25mm。

④力传感器精度：0.1级，力传感器型号：NS-WL1，量程：10t。

⑤数据采集精度；16位，数据采集卡型号：NIPCI-6220（或NIUSB6009，14位精度）。

3测试系统工作原理

4测试系统硬件

测试系统由硬件部分包括：加载系统、传感器（力传感器、位移传感器）、信号调理模块、数据采集卡和电脑。其工作原理为：液压加载系统对活塞杆施加弯曲力，使其产生弯曲变形，通过力传感器，将弯曲力转变为电压信号，并且经过信号调理模块调理放大；同时位移传感器将挠度的变化量转化为电压信号，两组信号一起输入数据采集卡。数据采集卡经过A/D转换，输入计算机，利用测试系统的软件部分进行数据的处理、分析和计算并储存和打印。

5测试系统软件

5.1软件结构框架。（如图2所示）

5.2前面板（测试面板）

测试系统的前面板如图3所示。

5.2.1输入参数

在数据采集前准确输入跨距，数据采集后，根据Ls（mm）和试样直径d（mm）计算结果。若发现参数错误，单击“参数修改”按钮，系统将重新计算。

5.2.2主控制按钮

包括自检、数据采集、标定、保存、打印、传感器清零、停止采集、压断去尾线、读取、程序停止。

（1）自检

自检界面通显示过—曲线和—曲线和传感器的标定参数，判断位移传感器和力传感器的信号能否被采集到，但不能判斷采集的参数是否准确。

（2）标定模块

实现力传感器和位移传感器的标定功能。

（3）清零模块

清零模块实现力传感器和位移传感器清零功能。将试件安放到支撑滚柱上，调整试验机移动横梁将试件压住，当活塞杆接触到压头表面，且未被施加弯曲载荷时（预压力小于50N），在主界面单击传感器清零按钮，将力传感器和位移传感器清零。

（4）数据采集

操作人员一边控制液压加载旋钮，一边监视显示器上的“试验速度mm/min”的速度值。随着活塞杆被压弯，速度值发生改变，一般试验速度应为2mm/min，速度的保持是通过调整手动控制加载力旋钮来实现。在观察速度的同时观察主界面显示的弯曲力一挠度曲线，该曲线将随加载的进行逐渐延伸。活塞杆被压断，数据采集将自动结束。若试验要求活塞杆不断裂，则需要单击主界面的“停止采集”按钮，如图4所示。

（5）压断去尾线

尾线的去除方式有3种：最大挠度去尾线（弯曲力一挠度曲线将从最大挠度处断裂）、突变去尾线（根据压断过程中的弯曲力与挠度的变化突变去除尾线）和指定挠度去尾线（在指定的挠度处将弯曲力一挠度的尾线去除）。

（6）存储模块

实现功能参数（输入、输出参数以及环境参数）的存储功能。

（7）读取模块

实现把存入功能参数读出并显示的功能。

（8）打印模块

包括中文打印和英文打印，即将各个功能参数写入实验报告，并输出打印。

5 2 3数据输出

数据输出中的挠度fx处弯曲力Fx（KN）为测试后根据指定挠度fx（mm）单击计算fx处Fx得到的，如图5所示。

数据输出中的弯曲力FA处的永久变形f_A（mm）为测试后根据指定弯曲力F_a（KN）单击FA处永久变形得到的。

6结语

经过试验研究表明汽车减振器活塞杆弯断力系性能测试系统具备以下功能：

①具备手动清零的功能；

②实时记录弯曲力—挠度曲线和加载速度，能够自动计算并显示屈服弯曲力、最大弯曲力和最大挠度；

③根据需要自动计算指定并显示挠度处的弯曲力和指定弯曲力处的永久变形；

④与相关硬件匹配后，具有使用方便、界面友好、性能完善、测试精度高。