Автомобильная промышленность — Разработка, анализ вибрации и испытания на виброустойчивость

Продолжительность процессов разработки продукта от концепции до серийного производства постоянно сокращается. Это особенно актуально в автомобильной промышленности, где переход на электромобили ускоряет изменение. Новые компоненты и использование облегченной конструкции требуют тщательного анализа вибрации.

Несмотря на то, что механические свойства компонентов и целых групп компонентов все более и более тщательно исследуются с помощью численного моделирования, для подтверждения этих расчетов по-прежнему требуются экспериментальные измерения физических объектов. Бесконтактные методы измерения, например, лазерная виброметрия, имеют преимущество, поскольку не влияют на вибрации компонентов и обеспечивают отличные результаты за очень короткое время с небольшими усилиями.

Превосходное качество сигнала инфракрасной технологии Optomet обеспечивает наилучшие результаты измерений даже на плохо отражающих поверхностях. Это делает устройства пригодными для измерения любых компонентов вне зависимости от материала, из которых они изготовлены, или оптической отражательной способности. Простота использования Optomet и широкие возможности измерения сокращают время разработки.

Независимо от вашего применения в области бесконтактной вибрации, будь то в аэродинамической трубе, на испытательном стенде, в акустической лаборатории, для экспериментальных модальных испытаний или для разработки таких компонентов, как датчики или приводы, команда Optomet будет рада помочь вам в выборе подходящего решения для виброметрии и его внедрения.

Аэроакустика

Аэроакустика изучает шум, вызванный аэродинамическим потоком. Турбулентный поток, а также поток, проходящий через конструкции и вокруг них создают вибрации компонентов. Эти вибрации, в свою очередь, являются причиной генерации и излучения звуковых волн, некоторые из которых люди воспринимают как неприятные. Необходимость соответствовать более жестким нормам в отношении выбросов также вызывает повышенный спрос на шумозащитные конструкции.

Снижение шума особенно важно в аэрокосмической и автомобильной промышленности. Примеры шума включают в себя шум двигателей самолета или аэродинамический шум транспортных средств и высокоскоростных поездов. По мере того, как другие звуки шума все больше и больше уменьшаются или устраняются (пример— замена двигателей внутреннего сгорания транспортных средств на электрические приводы), шум, вызванный потоком, воспринимается как более актуальный и разрушительный.

Уровень шума в воздухе измеряется микрофонами или целым набором микрофонов. Тем не менее, когда необходимо определить возможные источники звука, требуются методы измерения с лучшим пространственным разрешением, например, сканирующая лазерная доплеровская виброметрия.

С помощью лазерных сканирующих виброметров Optomet можно бесконтактно и с высокой точностью исследовать как небольшие конструкции, так и транспортные средства в целом. Удобное в использовании программное обеспечение OptoSCAN позволяет проводить измерения быстро и предлагает широкий спектр эффективных анализов и четкие двухмерные дисплеи для анимированного отображения и для решения задачи. Например, корреляция форм вибрации с частотами, зарегистрированными в воздушном шуме, может использоваться для того, чтобы сделать важные выводы о местоположении и типе генерации звука; также можно принять соответствующие конструктивные меры по подавлению шума.

Инфракрасная лазерная технология (SWIR) сканирующего виброметра Optomet обеспечивает достаточный уровень сигнала для надежного измерения вибрации даже на больших расстояниях измерения, превышающих 10 метров. Даже темные или отражающие изогнутые измерительные поверхности можно измерять без обработки, улучшающей отражение. Также возможны измерения без искажений через толстые стеклянные поверхности между виброметром и объектом измерения.

 

 

измерение вибрации аэроакустики в ветровом канале

Шум тормозов

Шум тормозов — одна из основных проблем, с которыми сталкиваются потребители в автомобильной промышленности.  Хотя шум тормозов является преимущественно субъективным раздражающим фактором, который означает высокую стоимость гарантийного ремонта для производителя, характеристики и долговечность также могут снижаться из-за нежелательного динамического поведения тормозной системы.  Работа производителя с поставщиками и субпоставщиками для разработки новых оптимизированных тормозных систем или решения проблем с существующими конструкциями.

Динамическое поведение тормозной системы имеет решающее значение для общей оценки функциональных и воспринимаемых характеристик торможения транспортного средства. Поскольку комфорт пассажиров имеет такое большое значение в автомобилестроении, производители стремятся снизить затраты на гарантийный ремонт и предлагают более низкий уровень шума, вибрации и жесткости (NVH), чтобы завоевать долю рынка за счет устранения визга тормозов. Особенно в сегменте автомобилей премиум-класса акустический комфорт является важным фактором для потенциальных покупателей при принятии решения о покупке. Кроме того, шум тормозов ощущается тем больше, чем больше устраняются другие источники шума, такие как шум двигателя, например, за счет использования современных электроприводов.

Причиной визга тормозов является трение между тормозным диском и тормозными колодками и возникающее в результате возбуждение режимов вибрации на частотах, которые воспринимаются человеческим ухом как неприятные. При разработке тормозов модели конечных элементов используются для определения таких режимов и устранения их возникновения путем соответствующей адаптации геометрии тормоза или других конструктивных мер.

Сканирующий лазерный доплеровский виброметр Optomet обеспечивает бесконтактное обнаружение, анализ и трехмерное анимированное представление вибраций, возникающих на поверхностях тормозного диска, колодки и суппорта, что позволяет точно сравнивать расчеты модели анализа методом конечных элементов с реальной динамикой вибраций.

Чтобы исследовать динамику тормоза, можно возбудить тормоз до вибрации с помощью модального молотка или измерить вибрацию тормоза в рабочих условиях. Первый метод обеспечивает измерения во всех режимах использования тормозной системы, но при этом не учитывается влияние креплений и муфт на характеристики вибрации, а также стандартные режимы, с которыми водитель сталкивается в реальной машине. При втором методе сканирующая лазерная технология используется для оперативного анализа вибрации системы, состоящей из тормозных дисков, колодок и суппортов, на динамометрическом стенде для испытаний тормозов в условиях, максимально приближенных к реальным. Однако целенаправленную стимуляцию скрипящих шумов обычно трудно повторить. Сканирующие лазерные виброметры Optomet предназначены для измерения только при появлении визга тормозов, что экономит время и повышает эффективность тестирования.

Технология лазерного виброметра коротковолновой инфракрасной области спектра (SWIR) Optomet идеально подходит для измерения тормозных систем и компонентов в автомобилестроении. Решающее преимущество решения Optomet по сравнению с обычными системами на основе гелий-неоновых лазеров особенно очевидно при измерении вращающихся тормозных дисков на динамометрическом стенде. Дополнительные испытания виброметров на основе лазера SWIR и гелий-неоновых лазеров показали, что из-за чрезмерного уровня шума оптического сигнала системы на основе гелий-неоновых лазеров не могут предоставить данные измерений достаточного качества или отношение сигнал/шум. Исследуемые резонансы теряются в шуме. С другой стороны, использование технологии лазерного виброметра SWIR от Optomet приводит к значительным улучшениям и в этих применениях позволяет получать данные с уровнями шума, которые на 40-50 дБ ниже резонансных пиков.

 

 

измерение шума и вибрации тормозов

Электроприводы

В Современных автомобилях множество встроенных электроприводов, некоторые из которых находятся в непосредственной зоне восприятия пассажиров автомобиля, например, электрические стеклоподъемники, люк с электроприводом, серводвигатели зеркал заднего вида, электродвигатель стеклоочистителя или регуляторы сиденья. Другие приводы, например, топливные насосы и насосы охлаждающей жидкости или двигатели кондиционера работают незаметно.

Помимо выполнения своих функций, эти приводы также являются источником нежелательного шума. Такой посторонний шум может стать отчетливо слышимым, особенно в электрических или гибридных транспортных средствах, где двигатель внутреннего сгорания не является одним из основных источников шума.

Лазерные виброметры от Optomet идеально подходят для помощи инженерам-проектировщикам и инженерам-испытателям в локализации, визуализации, количественной оценке и устранении таких источников нежелательного шума.

 

 

привод электромобиля для измерения вибрации

Сенсорные дисплеи

В век планшетов и смартфонов мы уже давно привыкли проводить пальцем по экрану вместо того, чтобы набирать текст. Однако многим пользователям сложно набирать текст на виртуальной клавиатуре, потому что за кончиком пальца они не могут видеть, к какой точке сенсорного экрана прикасаются.

Проблемы безопасности возникают при использовании сенсорных дисплеев во время эксплуатации транспортного средства. Одним из решений являются сенсорные дисплеи, которые делают клавиши и ползунковые регуляторы физически заметными на дисплее. Они обеспечивают тактильную обратную связь с пальцем пользователя во время выполнения пользовательских команд без необходимости смотреть на экран.

Лазерные доплеровские виброметры Optomet являются незаменимыми инструментами при разработке таких сенсорных дисплеев, а также для обеспечения их качества при производстве.

 

 

тактильный дисплей измерения вибрации

Откуда исходит раздражающий шум?

Испытание на автомобильный шум, вибрацию и жесткость (NVH) — это исследование и изменение шумовых и вибрационных характеристик легковых автомобилей.  Как правило, испытание NVH транспортных средств модифицируется для устранения или уменьшения нежелательного звука или вибрации, что улучшает комфорт пассажиров и восприятие качества транспортного средства.  Испытания NVH используются для локализации источников звука и их устранения, что обеспечивает наилучшее впечатление для пассажиров.

Лазерные сканирующие виброметры от Optomet с их высоким пространственным разрешением и высоким отношением сигнал/шум на любой поверхности лучше всего подходят для обнаружения источников звука и вибрации. Благодаря простому и интуитивно-понятному программному обеспечению, используемому для процесса измерения, эффективной трехмерной визуализации данных и быстрому автоматизированному процессу сканирования поверхности продукта можно исследовать за очень короткое время.

Многочисленные возможности отображения и экспорта данных измерений облегчают обмен информацией с коллегами. На основании результатов инженеры могут, например, выбрать другой тип соединений или определить геометрические характеристики компонентов и увеличить демпфирование в подходящих точках.

 

 

измерение шума и вибрации двери автомобиля

Измерение вибрации: автомобильные приложения

Свяжитесь с нами!

Контакты