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自動車 - 開発、振動分析およびテスト

コンセプトから量産までの製品開発プロセスの期間はますます短くなっています。これは特に、電気自動車への切り替えが転換を加速させている自動車業界に当てはまります。新しいコンポーネントと軽量構造の使用には、広範な振動解析が必要です。

 


コンポーネントおよびコンポーネントグループ全体の機械的特性が数値シミュレーションによってますます正確に求められているにもかかわらず、これらの計算を検証するには、物理​​的対象物による実験的測定が依然として必要です。レーザー振動計などの非接触測定技術には、測定対象コンポーネントの振動に影響を与えず、わずかな労力と非常に短時間で優れた結果をもたらすという利点があります。

Optomet 赤外線テクノロジーの優れた信号特性により、反射率の低い表面上でも可能な限り最高の測定結果が得られます。このことは、材料や光の反射率に関係なく、この装置をあらゆるコンポーネントの測定に適したものにします。Optomet の使いやすさとパワーフルな測定性能により、開発時間が短縮されます。


風洞、回転試験リグ、音響実験室、実験的なモーダル試験、またはセンサーやドライブなどのコンポーネントの開発など、非接触振動測定の用途が何であれ、Optomet チームが、適切な振動測定ソリューションを選択し実装する際に、喜んでお手伝い致します。

空力音響学

空力音響は、空気力学的流れによって引き起こされる騒音を扱います。乱流、および構造物を通過する、あるいはその周囲での流れは、各コンポーネントに振動を発生させます。これらの振動は、音波の生成と放出の原因であり、その一部は不快な音として認識されます。ますます厳しくなる放出規制も、騒音低減設計の必要性を高めることに貢献しいます。

 

騒音低減は、特に航空宇宙産業および自動車産業において重要です。騒音の例としては、航空機のエンジン騒音や自動車や高速列車の風切り音などがあります。自動車の内燃機関を電気駆動装置に置き換えることから明らかなように、他の騒音がますます減少または排除されるにつれて、気流発生音の存在はよりクローズアップされ、破壊的であると認識されています。

空中音は、マイクまたはマイク・アレイによって測定されます。ただし、音源を特定するためには、走査型レーザードップラー振動計など、より優れた空間分解能を持つ測定方法が必要です。

走査型レーザー振動計を使用すると、小さな構造物から車両全体まで非接触で高精度に検査できます。ユーザーフレンドリーな OptoSCAN ソフトウェアを用いると、測定を迅速に実行でき、広範囲にわたる有意義な分析と、明確な二次元表示および動画による表示が提供されます。たとえば、振動の形態と空中騒音の周波数との相関関係を使用して、騒音の発生位置とその種類について重要な結論を導き出すことができ、騒音抑制のための適切な設計措置を講じることができます。

Optomet の走査型振動計の赤外線レーザー技術 (SWIR) は、10メートル以上の測定距離でも、信頼性の高い振動測定のために十分な信号レベルを生成します。暗いまたは反射する湾曲した測定面でさえ、反射増強処理なしで測定することができます。振動計と測定対象物の間に厚いガラス面が介在している測定でも、障害なく可能です。

 

 

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ブレーキノイズ

ブレーキノイズは、自動車業界における顧客からのクレームの中でもトップレベルのうちの一つです。ブレーキノイズは大部分が主観的な煩わしさの問題で、メーカーにとって保証修理の高額な費用を意味しますが、ブレーキシステムの望ましくない動作によってパフォーマンスと耐久性が損なわれる可能性もあります。メーカーはサプライヤーとそのサプライチェーンと協力して、最適化された新ブレーキシステムを開発したり、既存の設計での問題に対処したりします。

 

ブレーキシステムのダイナミック動作は、車両のブレーキ機能と認識される性能に関する全体的な評価において最も重要です。自動車開発において乗員の快適さは非常に重要な要素であるため、メーカーは保証修理コストを削減し、ブレーキ鳴きをなくすことで市場シェアを獲得するために、より優れた騒音振動ハーシュネス(NVH)を提供することを目指しています。特に高級車セグメントでは、音響上の快適さは、購入決定に際に購入を考えている人にとって重要な要素です。さらに、例えば最新の電気駆動装置を使用した場合の様に、エンジンノイズなどの他のノイズ源が排除されることによって、ブレーキノイズがますます認識されるようになっていきます。

ブレーキ鳴きの原因は、ブレーキディスクとブレーキパッドの間の摩擦と、その結果として。人間の耳に不快と感じられる周波数での振動モードの励起にあります。ブレーキの開発では、有限要素モデルを使用して、このようなモードを決定し、ブレーキの形状やその他の設計措置を適切に適合させることで、その発生を抑制します。

Optomet 走査型レーザードップラー振動計を使用すると、ブレーキディスク、パッド、キャリパーの表面で発生する振動を非接触で検出、分析、3Dアニメーションで表現できます。これにより、有限要素モデルの計算を実際の振動パターンと正確に比較し検証することができます。

ブレーキのダイナミクスを調べるために、モーダルハンマーでブレーキを励起して振動させるか、または稼働条件下でブレーキの振動を測定することができます。最初の方法はブレーキシステムのすべてのモードを提供しますが、実際の車でドライバーが経験する典型的なモードと同様に、振動挙動の締め付けとカップリングの影響は無視されます。二番目の方法では、走査レーザー技術を使用して、実際の条件に可能な限り近い条件下で、ブレーキ動力計試験台でのブレーキディスク、パッド、キャリパーで構成されるシステムの動作振動解析を行います。ただし、きしむ音にターゲットを絞った刺激は、通常、簡単に再現することはできません。Optomet 走査型レーザードップラー振動計は、ブレーキ鳴きが発生しているときにのみ測定するように設計されているため、時間を節約し、テスト効率を向上させることができます。

Optomet SWIRレーザー振動計技術は、車両構造内でののブレーキシステムおよびコンポーネントの測定に最適です。従来の HeNe ベースのシステムと比較した Optomet ソリューションの決定的な利点は、動力計試験台での回転するブレーキディスクを測定する際に特に明白になります。SWIR および HeNe 振動計の 折り返し試験では、過度の光信号ノイズレベルが原因で、HeNe システムでは十分な品質または信号対ノイズ比の測定データを提供できないことが示されています。検査対象の共振はノイズで失われてしまいます。一方、Optomet SWIR レーザー振動計テクノロジーを使用すると、劇的な改善がもたらされ、これらのアプリケーションでは、ノイズレベルが共振ピークより 40dB から 50dB も低いデータが提供されます。

 

 

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電動駆動装置

現代の車には多くの電動駆動装置が組み込まれており、そのうちのいくつかは、電動ウィンドウ、電動サンルーフ、外部ミラー用のサーボモーター、ワイパーモーター、シートアジャスターなど、車の乗員が直接認識できる領域にあります。燃料ポンプ、クーラントポンプ、ブロワーモーターといった電動装置は、直接認識されることなく稼働します。

 

これらの電動装置は、目的の機能を超えて、不快なノイズの原因にもなります。このような外部ノイズは、特に主要な騒音源の一つである内燃機関が排除されている電気自動車やハイブリッド車で、はっきりと聞こえるようになることがあります。

Optomet のレーザー振動計は、設計およびテストエンジニアがこのような望ましくないノイズの原因を特定、視覚化、定量化、および排除するためのツールとして理想的です。

 

 

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触覚ディスプレイ

タブレットやスマートフォンの時代では、タイピングする代わりにスワイプすることに長い間慣れてきました。ただし、多くのユーザーは、タッチスクリーンのどのポイントがタッチされているかを指先で確認できないため、バーチャルキーボードでの入力が難しいと感じています。

 

車両の運転中に接触反応式ディスプレイを使用すると、安全上の問題が発生します。一つの解決策は、キーとスライドコントロールをディスプレイ上で物理的に認識できるようにする触覚ディスプレイです。これらは、画面を見なくても、コマンドの実行中にユーザーの指に触覚フィードバックを提供します。

Optomet レーザードップラー振動計は、このような触覚ディスプレイの開発のため、および製造における品質保証のためにも不可欠なツールです。

 

 

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迷惑な音はどこから来るのでしょうか?

自動車の騒音・振動・ハーシュネス(NVH)は、乗用車の騒音・振動特性の研究と修正です。一般に車両のNVHは、不要な音や振動を排除または低減するように変更され、乗客の快適さと車両の品質に対する認識を向上させます。NVHテストは、音源を特定してそれを排除するために使用されるため、乗っている人に可能な限り最高の体験を提供します。

 

高い空間分解能とあらゆる表面での高い信号雑音比を備えたOptometの走査型レーザー振動計は、音と振動の発生源を特定するのに特別に適しています。測定プロセス用のシンプルで直感的なソフトウェア、便利なデータの3D視覚化、および高速自動スキャンプロセスにより、製品の表面を非常に短時間で検査できます。

測定データを表示およびエクスポートするための多数のオプションにより、同僚とのコミュニケーションが容易になります。このような結果に基づいて、エンジニア達は、例えばコンポーネントの接合や形状を再考し、ピンポイントで減衰を増化することができます。

 

 

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振動測定 - 自動車用途

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