振动测试在汽车零部件检测中的应用分析_黄利.pdf

Auto electric parts No.02，2023振动测试在汽车零部件检测中的应用分析黄利，谯畅（长沙汽车电器检测中心，湖南 长沙410100）【摘要】为保障车辆的可靠性和安全性，车辆生产过程中的汽车零部件检测环节尤为重要。本文阐述零部件振动测试的重要性，简单介绍振动测试系统的构成、测试方法及测试步骤。【关键词】振动测试；零部件检测；应用分析中图分类号：U463.6文献标志码：A文章编号：1003-8639（2023）02-0078-04Application Analysis of Vibration Test In Automobile Parts InspectionHUANG Li，JIAO Chang（Changsha Auto-electric Test Center，Changsha 410100，China）【Abstract】In order to ensure the reliability and safety of the vehicle，the automobile parts detection link inthe vehicle production process is particularly important.This paper describes the importance of vibration test for partsand components，briefly introduces the composition of vibration test system，test methods and test steps.【Key words】vibration testing；parts testing；application analysis收稿日期：2022-01-04；修回日期：2022-11-30随着社会经济的快速发展，汽车工业得到了更加迅猛的发展，针对汽车及零部件性能检测工作的关注度不断提升。汽车零部件检测工作的有效开展，能够确保汽车零部件满足整体需要，确保零部件的性能水平与汽车性能水平保持一致性，以确保汽车性能的可靠性和安全性。汽车零部件检测工作中，振动测试方法可以测试零部件在振动和撞击环境下的反应，分析零部件的性能，能够对零部件存在的问题及不足进行有效地把握，从而进行有效改进，使汽车零部件的品质符合汽车制造的实际需要。1汽车零部件检测中振动测试方法概述振动测试主要是指汽车零部件在预期使用过程中，对零部件的抗振能力进行有效地检测，分析其性能水平，判断其性能水平是否能够满足汽车运行的实际需要。一般来说，振动检测工作的开展，主要涉及到了正弦振动检测和随机振动检测两种类型。关于振动问题对汽车零部件的影响，主要表现在以下几个方面。1）对汽车零部件的结构产生一定的损毁。受到振动影响，可能会导致汽车零部件出现形变和裂纹的情况。2）通过开展振动测试，能够对零部件的性能水平进行有效把握。例如，在开展振动测试过程中，一些不合格的零部件会出现无法正常工作的情况。3）零部件出现工艺性破坏的问题。如汽车零部件螺钉连接件可能出现开焊或松动的情况，在进行振动测试时，通过把握振动测试的多点控制技术或多台联合激动技术应用，能够及时发现零部件存在的问题，并做好针对性的调控3。总的来说，在开展汽车零部件检测过程中，通过对振动测试技术的有效应用，能够提升汽车零部件检测的效果，保证零部件的品质。2汽车零部件振动测试系统的组成分析汽车零部件振动测试系统的组成主要包括以下几部分。1）振动器（图1）。在开展检测过程中，当零部件发生振动后，出现振动位移、加速度以及频率等数值，通过对这些物理量指标进行有效把握，能够分析检测中存在的问题及不足。同时，在零部件与振动器进行连接过程中，要注重确保稳定性，并且要与激励传送呈现出正比关系，确保检测工作的有效开展。2）传感器。传感器应用于汽车零部件检测当中，主要针对于零部件的振动量进行检测，并且借助于相关设施实作者简介黄利（1984），女，工程师，主要从事汽车零部件电气、环境、EMC、性能等检测认证工作；谯畅（1991），男，助理工程师，主要从事汽车零部件电气、环境、性能等检测认证工作。图1振动器测试设备/Test equipment78DOI:10.13273/ki.qcdq.2023.02.022汽车电器2023年第2期现振动量向电信号的转变。传感器安装示意如图2所示。3）放大器（图3）。借助于放大器设备实现对电测传感器获取的信号进行放大，并利用信号采集器对信号进行捕捉和分析，从而对测试数据信息进行有效获取。在对放大器选择过程中，需要将放大器与传感器进行有效结合，从而提升振动检测的效果，能够获取更加准确的测试数据。3振动测试在汽车零部件检测中的应用分析3.1机械测量法的应用机械测量法应用于汽车零部件检测中，注重将机械结构作为检测的主要载体，分析机械结构的性能水平，如图4所示。在检测时，技术人员需要获取相应的机械信号，测量之后，对机械能损耗问题做好把握，以分析汽车零部件的品质和性能。但是机械检测法应用时，存在精确性问题，因此要注重对可能出现的问题做好全面分析和把握，以提升机械法检测的效果及品质，更好地满足实际检测需要。3.2光学测量法的应用光学测量法的应用，主要借助于光学传感器对汽车零部件的信息进行获取，从而对零部件的性能、水平进行反馈，如图5所示。注重将光学信号进行放大，对光学检测器进行科学、有效应用，将光学信号转化为电信号。在实际测量时，可以对电信号进行直接测量，之后将获取的电信号转化为物理量值，从而做好零部件性能的有效判断。此外，要注重联系汽车零部件生产制造的相关标准及规范，提升光学测量法检测的效果及品质。3.3电测法的应用目前，在对汽车零部件进行检测过程中，电测法应用比较普遍。电测法的应用，实现了对不同物理量的转化，利用电信号进行替代。图6为电测法原理图。在数值检测过程中，利用放大器，设置参数信息，对汽车零部件的物理数据进行有效搜集及获取，结合电信号对汽车零部件性能做好分析。电测法的应用，具有灵敏度高、精确度高的优势，并且在检测过程中不受距离的影响和限制。因此，在对电测法应用时，要做好针对性的准备工作，以提升电测法的检测效果及品质。3.4汽车零部件检测案例分析3.4.1试验目的利用振动测试对汽车零部件进行检测，对结构模态参数进行获取，并通过对标准数值进行对比，从而分析汽车零部件的性能。振动试验一般采用电测法。3.4.2试验标准汽车零部件设备振动试验标准主要采用以下标准。图2传感器安装示意图图3放大器图4机械测量法示意图图5光学测量法原理图图6电测法原理图Test equipment/测试设备79Auto electric parts No.02，20231）GB/T 28046.32011（ISO 16750-3：2007，MOD）道路车辆 电气及电子设备的环境条件和试验 第3部分：机械负荷 。2）ISO 16750-3：2012 Road vehicles-Environmentalconditions and testing for electrical and electronic equipment-Part 3：Mechanical loads。3）GB/T 2423.102008（IEC 60068-2-6：1995，IDT）电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Fc：振动（正弦）。4）IEC 60068-2-6：2007 Environmental testing-Part2-6：Tests-Test Fh：Vibration，broadband random and guidance 。5）ISO 8318：2000 Packaging-Complete，filled transport packages and unit loads-Sinusoidal vibration tests usinga variable frequency 。6）GB/T 4857.102005 包装 运输包装件基本试验第10部分：正弦变频振动试验方法 。7）GB/T 2423.56-2006（IEC 60068-2-64：1993，IDT）电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Fh：宽带随机振动（数字控制）和导则 。8）IEC 60068-2-64：2008Environmental testing-Part2-64：Tests-Test Fh：Vibration，broadband random and guidance。9）GB/T 2423.582008 电工电子产品环境试验 第2-80部分：试验方法 试验Fi：振动 混合模式 。10）IEC 60068-2-80：2005 Environmental testing-Part 2-80：Tests-Test Fi：Vibration-Mixed mode 。11）GB/T 4857.232003 包装 运输包装件 随机振动试验方法 。12）QC/T 4132002 汽车电气设备基本技术条件。3.4.3试验方法针对不同的零部件在行业标准中也有明确具体的测试方法。3.4.3.1按 QC/T 7292005 汽车用交流发电机技术条件 5.10条试验如发电机样品可依据QC/T 7292005 汽车用交流发电机技术条件 5.10条进行耐振动试验。具体如下所述。交流发电机耐振动试验按QC/T 413中4.12的规定进行，交流发电机转速为3000r/min，输出电流为10%IR（I不小于5A），输出电压由调节器控制。产品经受X、Y、Z 3个方向的扫频振动试验，图7为发动机上位置Z方向频谱曲线图。根据发电机的安装部位选择严酷等级，见表1。试验需满足以下要求：产品经振动试验后，零部件无损坏，紧固件无松脱现象；性能满足冷态工作性能和调节器特性的调节电压值要求。此项试验所需要的主要测试设备为：振动台、蓄电池和发电机匹配工装及负载。若测试样品无相关对应的行业标准，可依据安装位置按照国标协商确定来选择振动类型和试验参数。3.4.3.2按照GB/T 28046.32011试验发电机样品依据GB/T 28046.32011（ISO 16750-3：2007，MOD）道路车辆 电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷 进行耐振动试验，目的是检验样品因受到振动导致的失效和损坏，其主要失效是由疲劳造成的损坏。可细分乘用车用发电机和商用车用发电机。现以乘用车用发电机为例，根据发电机的安装位置来选择测试参数，具体如下所述。在一般规定中，样品在振动试验期间的温度循环按GB/T 2423.22标准，并在整个装置达到Tmin后及循环的第210min和第410min间进行附加通电运行。温度循环如图8所示。1）乘用车发电机正弦振动-由气缸不平衡质量作用于连杆上产生的正弦振动类型。正 弦 振 动 按 GB/T 2423.10 进 行 试 验，不 同 于 GB/T2423.10的是，扫频速率不大于0.5oct/min。DUT每个轴向的试验持续时间为22h，加速度幅值和频率按图9的规定。图7发动机上位置Z方向频谱曲线图表1扫频振动试验严酷度等级图8振动试验温度曲线测试设备/Test equipment80汽车电器2023年第2期2）乘用车发电机随机振动-由发动机其他振动源产生的随机噪声类型按GB/T 2423.56进行试验，样品每个轴向的试验持续时间为22h，加速度功率谱密度（PSD）与频率见图10。试验必须满足以下要求：不允许出现损坏；在GB/T28046.1定义的工作模式3.2（带电运行并控制在典型运行模式）下达到功能状态A（试验中和试验后，所有功能满足设计要求），其他工作模式下达到功能状态C（试验中一个或多个功能不满足设计要求，但试验后所有功能自动恢复到正常运行）。此项试验所需要的主要测试设备是复合型振动测试台、蓄电池和发电机匹配工装及负载。3.4.4试验过程通过采取振动测试，对汽车零部件进行检测，利用