李明杰

摘要：汽車減振器活塞桿彎斷力系性能測(cè)試系統(tǒng)利用了三點(diǎn)彎曲式的試驗(yàn)方法，實(shí)現(xiàn)了彎曲力一撓度曲線和加載速度的實(shí)時(shí)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(cè)定。該測(cè)試系統(tǒng)具有操縱方便、測(cè)試精度高等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：活塞桿；彎曲試驗(yàn)

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(cè)向力。因此，活塞桿的力學(xué)性能要求比較高。

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

2測(cè)試系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)

測(cè)試系統(tǒng)匹配相關(guān)硬件后，可實(shí)現(xiàn)的主要技術(shù)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(biāo)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(jí)，位移傳感器型號(hào)：ASKX-81，量程：±25mm。

④力傳感器精度：0.1級(jí)，力傳感器型號(hào)：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(hào)：NIPCI-6220（或NIUSB6009，14位精度）。

3測(cè)試系統(tǒng)工作原理

4測(cè)試系統(tǒng)硬件

測(cè)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(hào)調(diào)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(duì)活塞桿施加彎曲力，使其產(chǎn)生彎曲變形，通過力傳感器，將彎曲力轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，并且經(jīng)過信號(hào)調(diào)理模塊調(diào)理放大；同時(shí)位移傳感器將撓度的變化量轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，兩組信號(hào)一起輸入數(shù)據(jù)采集卡。數(shù)據(jù)采集卡經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，輸入計(jì)算機(jī)，利用測(cè)試系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、分析和計(jì)算并儲(chǔ)存和打印。

5測(cè)試系統(tǒng)軟件

5.1軟件結(jié)構(gòu)框架。（如圖2所示）

5.2前面板（測(cè)試面板）

測(cè)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(zhǔn)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(jì)算結(jié)果。若發(fā)現(xiàn)參數(shù)錯(cuò)誤，單擊“參數(shù)修改”按鈕，系統(tǒng)將重新計(jì)算。

5.2.2主控制按鈕

包括自檢、數(shù)據(jù)采集、標(biāo)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(biāo)定參數(shù)，判斷位移傳感器和力傳感器的信號(hào)能否被采集到，但不能判斷采集的參數(shù)是否準(zhǔn)確。

（2）標(biāo)定模塊

實(shí)現(xiàn)力傳感器和位移傳感器的標(biāo)定功能。

（3）清零模塊

清零模塊實(shí)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(diào)整試驗(yàn)機(jī)移動(dòng)橫梁將試件壓住，當(dāng)活塞桿接觸到壓頭表面，且未被施加彎曲載荷時(shí)（預(yù)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(yàn)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(yàn)速度應(yīng)為2mm/min，速度的保持是通過調(diào)整手動(dòng)控制加載力旋鈕來實(shí)現(xiàn)。在觀察速度的同時(shí)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(jìn)行逐漸延伸?；钊麠U被壓斷，數(shù)據(jù)采集將自動(dòng)結(jié)束。若試驗(yàn)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?nèi)ノ簿€（根據(jù)壓斷過程中的彎曲力與撓度的變化突變?nèi)コ簿€）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(chǔ)模塊

實(shí)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(chǔ)功能。

（7）讀取模塊

實(shí)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(gè)功能參數(shù)寫入實(shí)驗(yàn)報(bào)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(cè)試后根據(jù)指定撓度fx（mm）單擊計(jì)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(cè)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(jié)語

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

①具備手動(dòng)清零的功能；

②實(shí)時(shí)記錄彎曲力—撓度曲線和加載速度，能夠自動(dòng)計(jì)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(dòng)計(jì)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(guān)硬件匹配后，具有使用方便、界面友好、性能完善、測(cè)試精度高。