【汽车白车身刚度测试系统】
功能、作用介绍：
汽车白车身刚度测试是汽车专业教学的关键内容之一，国内许多著名汽车院校都自主研发了该设备，但这些院校均是根据自身的教学科研需求来开发汽车白车身刚度测试系统，应用范围狭窄。目前市场上现有的汽车白车身刚度测试系统功能单一、价格昂贵、操作复杂、通用性差，无法满足多功能的应用要求。因此，自主研发一套功能强大、操作简单、通用性强、应用范围广的测量汽车白车身刚度的试验系统具有很大的现实意义，不仅可以满足自身专业教学和科研的要求，而且可以在汽车企业和院校进行推广应用。
本课题在江苏科技大学自制实验教学仪器设备项目资助下，开展了汽车白车身刚度测试关键技术研究与装备开发。突破了车身约束与加载、弯扭刚度测试、数据采集和分析等关键技术，研发了一套功能强大、操作简单、通用性强、应用范围广的汽车白车身刚度测试系统。所开发的汽车白车身刚度测试系统的设计、选型配置、功能等均符合车身刚度试验要求，运行维护费用低，能够适应不同车型的车身试验;前悬架、后悬架具有自适应不同车型的前顷角、外顷角变化的特点。其总体功能包括：
1、汽车白车身扭转刚度测试：采用“后悬支承+1点加载”方式，通过多级加载，测定车身左右两侧的变形量，最终得出扭转刚度曲线。
2、汽车白车身弯曲刚度测试：基于“等刚度等效简支梁原理”，通过多级加载，测定车身变形量，求得汽车白车身的弯曲刚度曲线。
3、实验数据自动采集与处理：快速处理数据，描绘结果，生成实验报告，且操作软件采用中文人机交互操作界面和演示动画，便于学习和掌握。
各子系统的结构和作用如下：
1、前悬约束装置
该装置设在试验车身的前端，包括T型支架、工型槽平台、滑动支座、销轴和法兰;支架底面通过螺栓紧固连接在工型槽平台上，T型支架底部通过销轴在支架中间联接，可绕上销轴转动或固定不动，进行弯曲或扭转试验;滑动支座焊接在支架上方的“工”字型滑轨固定于T型支架上，滑动支座上方用螺钉顶住滑轨上表面固定;销轴安装在滑动支座上，起到联接支座与法兰的作用;联接车身用的法兰一端为长圆柱形，安装时与台面垂直。
2、后悬约束装置
该装置设在试验车身的后端，由两个相同的支撑装置组成，由螺栓紧固连接在T型槽平台上，支撑装置由圆形支腿、调节螺杆、调节螺母、连接法兰组成。圆形支腿上安装有调节螺杆，调节螺杆与圆形支腿的固定由调节螺母反向拧紧锁定，调节螺杆另一端部与法兰连接连接，连接法兰与试验车身的后悬置点联接。
3、弯扭加载系统
对于弯曲刚度试验，从经济和直观角度出发，采用固定质量块加载，即用重量一定的铁块放在车身的乘坐位置与后备箱位置，分级加载，每个位置上的重量根据实际测试要求而定;而对于扭转刚度试验，通过设在Y型支架支撑臂下方一个加载千斤顶加载，加载力的大小由安放在千斤顶上的压力传感器采集，传感器放置在千斤顶与支撑臂的连接位置。
4、数据采集系统
该系统主要由传感器、信号调理及光电隔离模块、多功能数据采集卡、工控机机等组成。采用传感器和调理电路分离的方案，针对位移传感器和力传感器的特点专门定制了带有隔离、滤波、限压、短路保护等功能的信号调理模块，并将其统一放置在信号调理箱内，由专门定制的高精度一体化线型电源为其供电;此外，所有外部传感器都通过航空插头与信号调理箱相连接，不仅简化了实验接线过程，而且也降低了接线错误的可能性。最终，该系统的位移采样误差<0.02mm，载荷采样误差<5kg，满足测试精度的要求。
5、刚度测试和分析软件
基于Microsoft Visual Studio.Net及NI-DAQmx，开发了汽车白车身刚度测试系统的软件，由人机界面、刚度测试模块、信号采样及处理模块、传感器标定模块、系统参数配置模块、测试车型配置及管理模块、测试过程/结果保存模块、测试报告生成模块等组成。通过传感器实时采集车身载荷信号和各关键点的变形信号并根据系统参数进行处理，接着按照预定义的测试流程进行相应测试并将处理结果显示在屏幕上，当测试完成后可将测试过程数据存储到测试结果文件中或按照预定义的模板生成相应测试报告文件。
截至目前，完成了1900人次的课内实验，接待校内外参观50余次，培养硕士研究生2名，指导本科毕业设计10名，承担企业横向项目6项(总经费151.2万)，发表EI收录学术论文2篇、教改论文2篇，并获得发明专利1件、软件著作权1件、江苏科技大学实验技术成果奖二等奖1项等荣誉。
作品名称：汽车白车身刚度测试系统
完成单位：江苏科技大学
