汽车起步颤振实验的数据重采样方法
模态振动相关实验数据处理
模态振动相关实验数据处理模态振动是结构动力学中一个重要的研究领域,它可以帮助我们了解结构体系的振动特性和动力响应。
在进行模态振动相关实验时,数据处理是非常关键的一步。
本文将探讨模态振动实验数据处理的一些方法和技巧,帮助读者更好地理解和应用这一领域的知识。
首先,我们需要收集实验数据。
模态振动实验通常包括使用激励方式(如冲击法、频响法等)对结构进行外力激励,然后通过传感器采集结构的振动响应信号。
采集的响应信号可以是加速度信号、速度信号或位移信号,具体的选择取决于实验的需要和测量设备的要求。
在进行数据采集之前,需要对测量设备进行校准,以确保测量结果的准确性。
此外,还需进行预处理,即去除信号中的噪声和干扰,提高信号的质量。
常见的预处理方法包括滤波、采样频率调整等,可以根据实际情况选择合适的方法进行处理。
接下来,我们需要对采集到的数据进行分析和处理。
模态振动的主要目标是确定结构的固有频率、阻尼比和模态形态。
为了实现这一目标,我们可以采用一些经典的方法,如频域分析法、时域分析法和模型识别法等。
频域分析法是一种常用的方法,它可以将信号从时域(时间域)转换到频域。
在频域中,我们可以通过对信号进行快速傅里叶变换(FFT)得到信号的频谱信息。
频谱图显示了信号在不同频率下的能量分布情况,通过分析谱线的位置和幅值,我们可以得到结构的固有频率。
时域分析法则是基于信号的时域特性进行分析。
时域分析常用的方法包括自相关函数分析、互相关函数分析和峰值检测等。
通过对信号进行时域分析,我们可以得到信号的波形和振幅特征,从而进一步研究结构的模态特性。
模型识别法是一种基于系统辨识理论的方法,在模态分析中也得到了广泛应用。
模型识别方法的核心思想是将实测信号与数学模型进行比较,并通过参数估计技术来确定模型的参数。
常用的模型识别方法包括有限元模型识别、模态参数估计等。
这些方法能够较准确地确定结构的固有频率、阻尼比和模态形态。
在数据处理过程中,我们还需要注意一些常见问题,如频率分辨率、模型阶数的选择等。
汽车起步颤振实验的数据重采样方法
摘
要 : 通过 对汽 车起 步颤 振 现 象的 实车坡 道 实验 , 出 了基 于短 时傅 里 叶 变换 ( hrTme 指 sot i
F ui rnfr S F ) 行 分析 的 不足之 处. o r r as m。T T 进 eT o 然后 采 用 3 不 同的 小 波基 函数 , 4种 对原 始振 动信 号进行 小波分析 及 滤波 , 仅保 留 了低频 的振 动信 息 , 最后 通过 降低 采 样频 率 , 滤波后 的信 号 重 对 采样 并分析 , 现采 用 d e ( i rt Mee aee) 发 m y D s e yr vl 小波进行 滤波 及 重采 样 后 的 结果 , 本 实验 c e w t 对
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汽车试验第五章 试验数据的采集与处理
第五章 试验数据的采集与处理试验数据采集与处理是将试验过程中由各类传感器所测得的速度、振动加速度、倾角、温度、压力、流量、位移等模拟量采集、转换成数字量后,再由计算机对其进行分析、处理,以获得所需要的测试结果的过程。
数据采集系统性能的好坏,主要取决于它的精度和速度。
在保证精度的条件下,应该尽可能采用高的采样速度,以满足实时采集、实时处理和实时控制的要求。
汽车试验系统有静态与动态之分,与之对应的就有静态数据处理和动态数据处理。
静态试验数据处理比较简单,涉及的内容主要是误差分析及试验数据的回归分析等,已在第二章中作了介绍,在此不再重复。
动态试验数据处理的内容多而复杂,一直是工程试验领域的重点和难点问题。
各工业领域对动态测试数据的研究方法较为相近,但由于不同工业领域进行动态测试的要求、目的和对象的不同,所以对动态试验数据处理研究的侧重点有所不同。
对于汽车产业而言,动态测试研究的重点是振动和噪声。
汽车振动与噪声问题十分复杂,且涉及到多个层面,如汽车的行驶平顺性问题、汽车的结构强度问题、汽车噪声的识别与声场测试问题等。
关于汽车结构强度问题的动态研究已形成了一个独立的学科——《汽车试验模态分析》,有兴趣的同学可以去研读相关的内容,噪声识别与声场测试问题在十二章中专门讨论。
本章的重点是以汽车行驶平顺性为例讨论汽车动态测试的数据处理中的一般性问题。
第一节 数据采集技术基础在汽车试验中所需采集的信号,大多是在时间上和幅值上均连续变化的模拟量,而试验信号的处理绝大多数由数字计算机来完成,处理的结果又常常需要以模拟量的形式“反馈”给外部的试验系统。
这就需要解决模拟量与数字量之间的相互转化问题,即采样与重构(恢复)。
一般的数据采集系统可以简化成如图5-1的形式。
一、 采样与采样定理1、A/D 转换过程为了能将传感器输出的模拟信号送到计算机中进行处理,需将其转换成数字量,将连续的模拟信号转换成数字量的过程称为采样,A/D 转换器是采样的常用工具。
汽车基本振动测量方法
汽车基本振动测量方法1.振动测量仪器在汽车振动测量中,使用的仪器通常包括加速度计、振动传感器、激光测振仪和频谱分析仪等。
其中,加速度计可以测量振动的幅值和频率,振动传感器可以测量汽车各部件的振动情况,激光测振仪可以测量部件的位移和速度,频谱分析仪可以将振动信号转换为频谱图。
2.振动测量点选择在进行汽车振动测量时,需要选择适当的振动测量点。
一般来说,振动测量点应包括汽车各主要部件,如发动机、变速器、传动轴、车轮和悬挂系统等。
同时,还需考虑不同工况下的测量位置,如静止状态、行驶状态、制动状态等。
3.振动信号采集使用振动传感器等测量仪器对所选择的振动测量点进行数据采集。
采集的振动信号可以采用模拟方式或数字方式进行处理。
在数字化处理中,采用的方法包括A/D转换和数据存储等。
4.振动信号处理通过对采集到的振动信号进行处理,可以得到振动信号的频率特性和幅值特性。
常用的处理方法包括时域分析和频域分析。
时域分析可以得到振动信号的时变特性,如振动的周期、振动的幅值和振动的相位等;频域分析可以得到振动信号在频域上的分布情况,如振动的主要频率和频谱形状等。
5.振动评估和诊断通过对汽车振动信号的分析和处理,可以评估汽车的振动特性,并对振动异常进行诊断。
例如,可以评估汽车底盘的刚度和减振装置的性能,或者检测发动机和传动系统的故障等。
6.振动优化和控制基于对汽车振动特性的评估和诊断结果,可以进行振动优化和控制的设计。
例如,可以调整汽车底盘和悬挂系统的结构参数,改进排气和进气系统以减少发动机振动,或者在传动系统中增加减震装置以降低振动等。
总之,汽车振动测量方法是通过对汽车各部件振动信号的采集、处理和分析,来评估汽车振动特性并进行优化和控制的技术手段。
通过合理使用相关仪器和方法,可以提高汽车的行驶稳定性、乘坐舒适性和整车性能。
汽车基本振动测量办法
JLYY—JT —08乘用车基本振动测量编制:校对:审核:Ⅰ1 范围本标准规定了车辆基本振动性能测量的测量方法和测量条件等内容。
本方法适当乘用车和小型商用车的汽车基本振动性能的测量。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB /T 2298-19913 定义3.1X方向垂直。
3.34 测量仪器4.1 振动测量仪器4.1.1 振动测量仪器通常由数据测量分析系统、数据采集系统、振动加速度传感器(包括电荷放大器)共4页第1页组成。
整个测量应有足够大的动态响应范围,具振动信号的频谱分析功能和有效值的计算功能以及振动的阶次跟踪测量分析的能力。
如LMS的SCADAS 305 数据采集系统+b–Signature Acquisition RT可以满足使用要求。
4.1.2 测量振动加速度传感器应优先选择三轴加速度传感器,频响误差不大于±5%的有效测量频率范围必须覆盖5—2000 Hz4.24.34.3.14.3.255.1其表面应尽可能的光滑,不得有接缝,凹凸不平或类似的表面结构。
国家汽车检测中心(襄樊)高速跑道和性能试验道的平直路段或国内同类试验场均可满足试验需要。
5.2 气象条件测量应在良好的天气中进行,环境气温最好是在(0~40)℃之间。
测量时离地面1.2m高处的风速不应超过5m/s。
5.3 车辆条件5.3.1 发动机试验开始前,应对试验车进行预热,使发动机和变速器的润滑油和发动机的冷却液的温度达到正常行通常正常行驶15所有可调节的窗户、门、空调等辅助装置都必须关闭,只有研究它们对车辆振动的影响时才可以打开。
如果某一辅助装置(如冷却风扇)在测试中自动打开,则在试验报告中加以说明。
某汽车起步发抖的原因分析
某车型离合器起步发抖的测试和分析(华福林邱张其)2009年4月15日摘要:为进一步判定某车型起步“发抖”的属性,即属于强迫振动拟或自激振动,经判定后便可对症下药地解决问题。
通过测试和频谱分析后判定“发抖”是自激振动引起的,彻底消除或减轻“发抖”最有效的方法是提高摩擦片的性能指标。
某车型离合器起步发抖的测试和分析1.测试目的:通过测试数据来判定“发抖”的属性,即系统产生强迫震动拟或产生自激振动。
判定后便可对症下药地解决问题。
2.测试仪器:STD500型数据采集器(俄罗斯TECHNEKON公司)3. 测试方法:选用一辆下线“发抖”最严重的CK-1车,分别装上两种从动盘即:A从动盘(6只弹簧)和B从动盘(6只弹簧),按规定测试程序对轮胎侧面进行动态采集数据,采集完后进行频谱分析。
4. 测试结果频谱分析图如下:1)A从动盘(3只弹簧)、怠速(1档)三组测试数据频谱图2)A从动盘(3只弹簧)、怠速(2档)三组测试数据频谱图3)A从动盘(3只弹簧)、怠速(3档)三组测试数据频谱图4)A从动盘(3只弹簧)、怠速(4档)三组测试数据频谱图5)A从动盘(3只弹簧)、怠速(5档)三组测试数据频谱图6)A从动盘(3只弹簧)、发动机转速1600-2000转/分(1档)三组测试数据频谱图7)A从动盘(3只弹簧)、发动机转速1800-2500转/分(1档)三组测试数据频谱图8)B从动盘(6只弹簧)、怠速(1档)三组测试数据频谱图10)B从动盘(6只弹簧)、怠速(3档)三组测试数据频谱图11)B从动盘(6只弹簧)、怠速(4档)三组测试数据频谱图5. 分析:仔细研究以上采集到的数据和频谱分析图后可发现如下规律:1)轮胎抖动频率f(Hz)与发动机转数高低无关,平均为13-13.5Hz2)轮胎抖动频率f(Hz)与从动盘弹簧数量无关,平均为13-13.5Hz3)轮胎抖动频率f(Hz)与换挡档位无关,平均为13-13.5Hz4)轮胎抖动频率f=13-13.5Hz与发动机点火频率f e=n/30Hz不相等。
发动机剧烈抖动实验报告
一、实验背景近年来,汽车发动机抖动现象日益普遍,给驾驶者带来了诸多不便。
为了探究发动机抖动的原因,并寻求有效的解决措施,本实验对一辆2019年生产的1.5T涡轮增压发动机进行了深入研究。
二、实验目的1. 分析发动机抖动的原因;2. 探索解决发动机抖动的方法;3. 为发动机抖动问题提供理论依据。
三、实验方法1. 实验设备:发动机试验台、示波器、万用表、诊断仪等;2. 实验步骤:(1)对发动机进行基础检查,确保发动机运行正常;(2)利用诊断仪读取发动机故障码,初步判断抖动原因;(3)使用示波器检测发动机点火系统、燃油系统、润滑系统等关键部件的工作状态;(4)分析实验数据,找出抖动原因;(5)针对抖动原因,提出解决措施。
四、实验结果与分析1. 实验数据(1)点火系统:点火提前角、点火波形正常;(2)燃油系统:喷油脉宽、喷油压力正常;(3)润滑系统:机油压力、机油温度正常;(4)发动机振动:怠速时振动较大,中高速时振动逐渐减小。
2. 结果分析(1)点火系统:点火系统工作正常,排除点火系统原因;(2)燃油系统:燃油系统工作正常,排除燃油系统原因;(3)润滑系统:润滑系统工作正常,排除润滑系统原因;(4)发动机振动:怠速时振动较大,可能原因如下:a. 活塞连杆机构磨损严重,导致活塞与气缸壁间隙过大;b. 气门弹簧老化,导致气门关闭不严;c. 发动机内部积碳过多,导致燃烧不完全。
五、解决措施1. 对发动机进行拆解,检查活塞连杆机构、气门弹簧等部件;2. 清除发动机内部积碳,提高燃烧效率;3. 更换磨损严重的活塞连杆机构、气门弹簧等部件;4. 对发动机进行磨合,确保各部件配合良好。
六、实验结论通过对发动机抖动原因的分析,确定了活塞连杆机构磨损严重、气门弹簧老化、发动机内部积碳过多等原因。
通过采取相应的解决措施,可以有效解决发动机抖动问题,提高发动机性能。
七、实验总结本次实验对发动机抖动原因进行了深入研究,为发动机抖动问题提供了理论依据。
发动机振动测试方法及分析
数值较大容易引起机体的强烈振动O 1. 2 为1
2 P R t o s !c ! r =M r
1
发动机振动原理分析
引起该类型直列四缸汽油发动机振动的主要激励
离心惯性力 a 其引起的离心惯性力 P 设旋转部件质量为 Mr r
可能来于三个方面1 一是活塞连杆等往复运动部件的 往复惯性力 S二是由曲轴飞轮等旋转部件上不平衡质 量引起的离心惯性力S 三是燃气压力O 下面分别对该 三种激励进行分析1 1. 1 往复惯性力 四缸发动机理论上各气缸的往复惯性力可以表示为1
测点 4 0. 17 2. 30 1. 23 5. 21 4. 46 10. 60 10. 16 22. 30 23. 47 32. 26
测点 5 0. 15 3. 35 3. 14 7. 90 3. 87 13. 10 8. 86 46. 58 26. 64 48. 83
作者简介" 张晨彬 ( 1979 -) $ 男$ 天津$ 东南大学 机械电子工程专业硕士$研究方向I机械振动O
燃气压力是发动机的内力, 在机体内平衡不会向 外传递,但是当其变化剧烈时会引起倾翻力矩使得发 动机产生振动0 由于曲轴每转两周产生一个燃气压力 高峰,所以燃气压力的频率为曲轴回转频率的一半0 1. 4 整机振动分析 发动机总成及其悬置系统组成的弹性振动的固有 频率通常不超过 30 H Z , 在此范围内发动机的振动只 存在刚体模态, 因此可以把发动机简化为空间刚体0 这样,发动机总成悬置系统即构成了具有空间 6 自由 度的弹性振动系统< 其物理模型见图 1 > 0
ZH AN G Ch en -bi n ,XU E Ch en g-ci , Dp ar t m nt o f Mc hani c al E ngi n r i ng, So ut hE as t u ni l r s i t y N an i ng 210096 , C hi na)
载货汽车整车振动性能试验及分析方法
能够如实反映各个测试位置的振动加速度。
3.2.2车桥布点(非独立悬挂)
应布置一到两个传感器。推荐采用一个三向传感器与一个单向传感器,振动测试点分别为左右弹性组件在车桥上的支承点附近。
3.2.3车架布点
应布置四个以上的加速度传感器,至少有一个三向传感器。振动测试点分别为前后车桥弹性组件对应车架的部位,以及其它能反映车架振动振型的部位,如车架的中部、后端及前端。
3.5.3相关函数分析
对振动信号进行相关函数计算,此项计算主要反映各振动信号间的相关程度及时间差(相位差),如:通过前后车桥的时间差,可计算实际车速;通过左右的相位差可计算汽车侧倾加速度;通过前后的相位差可计算汽车俯仰加速度。适用于工况相对稳定的试验分析,如:等速试验、怠速试验、正常行驶试验。
3.6数据分析
3.4.4正常行驶试验
在正常的路面上进行行驶试验,要求路面上有不同的激励,且行驶车速有明显的变化。记录的时间可长可短,无严格要求。
3.4.5原地起步加速—滑行试验
原地起步加速换档到最高车速的80%,而后滑行至停止。整个过程应保证在300s~400s之间,加速时间占50%。
3.5振动信号处理
3.5.1平均功率谱分析
b) 中重卡可适当将采样时间延长到300 s~400 s。
3.4.2等速试验
选择正常行驶的低、中、高几个车速进行等速行驶试验,记录时间在100s~150s之间。轻卡车速可选择60km/h、80km/h、100km/h;中重卡可视载荷情况适当升降车速。
3.4.3怠速试验
原地起动怠速,再停车,时间为60s~100s。
3.1.2传感器的频率范围应能满足0.3Hz~500Hz的要求,型号为美国PCB公司、B&K公司的ICP型单向、三向传感器(内置放大电路)。
汽车基本振动测量方法
JLYY—JT —08乘用车基本振动测量编制:校对:审核:审定:标准:批准:浙江吉利汽车研究院有限公司二〇〇八年六月前言为统一吉利汽车研究院对乘用车基本振动性能的测量,用以评价汽车的振动性能。
根据本企业现有技术条件,制定出本标准。
本标准由浙江吉利汽车研究院有限公司提出。
本标准由浙江吉利汽车研究院有限公司综合技术部负责起草。
本标准主要起草人:胡寿品。
本标准于2008年6月1日发布实施。
1 范围本标准规定了车辆基本振动性能测量的测量方法和测量条件等内容。
本方法适当乘用车和小型商用车的汽车基本振动性能的测量。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB /T 2298-1991 机械振动与冲击术语3 定义3.1 功率谱针对功率有限的信号,所表现的单位频带内信号功率随频率的变换情况的。
3.2 振动方向3.2.1 X向:由汽车的前端指向汽车的尾部,平行于水平参考平面。
3.2.2 Y向:驾驶员侧指向副驾驶员侧(对于右置方向盘车,则由副驾驶员侧指向驾驶员侧),平行于汽车水平参考面,与X方向垂直。
3.2.3Z向:垂直于汽车水平参考平面。
图1:振动方向3.3 阶次切片在指定的阶次内,测量信号的能量随已知的周期运动频率的变化。
4 测量仪器4.1 振动测量仪器4.1.1 振动测量仪器通常由数据测量分析系统、数据采集系统、振动加速度传感器(包括电荷放大器)组成。
整个测量应有足够大的动态响应范围,具振动信号的频谱分析功能和有效值的计算功能以及振动的阶次跟踪测量分析的能力。
如LMS的SCADAS 305 数据采集系统+b–Signature Acquisition RT 可以满足使用要求。
4.1.2 测量振动加速度传感器应优先选择三轴加速度传感器,频响误差不大于±5%的有效测量频率范围必须覆盖5—2000 Hz。
汽车起步颤振动力学问题研究综述
第49卷第1期2021年1月同济大学学报(自然科学版)JOURNAL OF TONGJI UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE)Vol.49No.1Jan.2021论文拓展介绍汽车起步颤振动力学问题研究综述吴光强1,2,苑仁飞1(1.同济大学汽车学院,上海201804;2.东京大学生产技术研究所,东京153-8505)摘要:归纳总结了汽车起步颤振动力学问题的研究现状和发展趋势。
首先,以整车动力传动系统模型作为问题现象再现的仿真平台,着重论述与起步工况密切相关的部件,包括离合器操纵特性、摩擦特性和发动机瞬态扭矩等。
然后,针对汽车起步颤振问题,从试验研究、产生机理、抑制措施3个方面讨论了起步颤振动力学问题研究内容和方法。
最后,在已有研究成果及其不足的基础上,指出了汽车起步颤振问题的研究重点和难点,为进一步研究提供参考和建议。
关键词:起步颤振;整车动力传动系统模型;产生机理;试验研究;抑制措施中图分类号:U463.21文献标志码:A A Review of Research on Start-up Judder of VehiclesWU Guangqiang1,2,YUAN Renfei1(1.School of Automotive Studies,Tongji University,Shanghai 201804,China;2.Institute of Industrial Science,University of Tokyo,Tokyo153-8505,Japan)Abstract:This paper discussed the research status and development trend of the dynamical problem of start-up judder of vehicles.First,the transmission system model of vehicles was used as a simulation platform to reproduce the problem,which focuses on the components closely related to the start-up conditions,including clutch operating characteristics,friction characteristics,and engine models.Then,in view of the start-up judder,the research contents and methods of start-up judder mechanics were discussed from the perspective of experimental research,generation mechanism,and suppression measures.Finally,based on the existing research results and their deficiencies,the focuses and difficulties of the research on start-up judder were pointed out,which provides references and suggestions for further research.Key words:start-up judder;powertrain model;mechanism analysis;experiment;suppression measures对于配备手动变速器(manual transmission,MT)、双离合自动变速器(dual-clutch transmission,DCT)和电控机械式变速器(automated manual transmission,AMT)的车辆,广泛地使用离合器进行动力传递和切断,分别对应于离合器接合和分离,以应对起步、换挡工况。
汽车的振动测试技术
汽车的振动测试技术汽车供应商们采用先进的振动测试技术来保证汽车在行驶中的安静和平稳。
汽车上的零件和组装件必须经受振动可控测试技术的检验。
汽车内部从仪表板到桌椅,从安全气囊传感器到引擎注油泵,诸多零部件都要经过精确振动模式和幅度的测试。
在有些情况下,要用振动测试法验证汽车的各种装置在一般路面条件下不会损坏。
在另一些情况下,通过振动测试来识别机械发出的烦人的噪声。
在振动控制的工业中,开发成功的数字信号处理技术有可能在实验室和生产线上制造成更加贴近真实的振动环境。
今天,振动测试除了使用随机波、正弦波和冲击波的传统方法,又增加了更加复杂的方法,比如随机波上加正弦波和波形复制。
正如名称所示,随机正弦波是把随机振动与正弦波结合起来形成复杂的振动形式;波形复制振动模仿出真实的汽车振动环境。
随机正弦波振动把多个正弦波与具有宽频带的噪声结合在一起。
正弦波振动可以是固定的或者是扫描式的谐波或非谐波振动,而且在整个频带内的振动幅度是可变的。
就模仿在路面变化行驶中的随机振动的汽车来说,其引擎转速增加或减少时,随机正弦波振动是很好的测试方法。
实际应用采用随机正弦波振动和波形复制方法对汽车进行测试,可真实地再现汽车行驶中的实际环境,用作设计验证和质量控制。
•仪表板许多汽车制造厂对仪表板组件进行振动测试以检查其发出的咯吱声和卡嗒声。
这一项是新车购买者可能最不满意的地方,在保证金中占很大份额。
为了测试建造了专用振动台,它不使用风扇,为的是造成清静的环境来验证振动中的仪表板是否有咯吱声和卡嗒声。
因为没有通风散热,只能在温升超过工作温度时做短时间的振动测试,然后测试要暂停一会儿让设备冷却下来。
除振动台外,所有能发出噪声的仪器设备,包括振动台的控制器都应放在测试室的列边。
遥控面板和显示器要悬挂在测试装置的上面,便于工作人员能听见噪声并控制测试过程。
用于检验咯吱声和卡嗒声的振动模式,由随机波、扫描正弦波和代表负荷的多段波形所构成。
其振动幅度要控制在汽车正常行驶中的额定实验值内。
汽车零部件振动试验介绍
汽车零部件振动试验介绍汽车零部件振动试验是指通过施加一定的振动负荷来测试和评价汽车零部件的振动性能和可靠性。
振动试验是汽车零部件开发和生产过程中的重要环节,能够帮助汽车制造商和供应商提前发现和解决潜在的问题,提高产品的质量和可靠性。
本文将从试验目的、试验方法、试验设备和试验过程等方面对汽车零部件振动试验进行介绍。
一、试验目的汽车零部件振动试验的主要目的是评估其振动性能和可靠性,检验其结构的强度和稳定性,以及发现可能存在的缺陷和故障。
通过振动试验,可以对汽车零部件进行可靠性验证、寿命评估和设计改进,以保证汽车的安全性、稳定性和舒适性。
二、试验方法1.激振法:通过振动台或振动激振器对汽车零部件进行强制振动,以模拟实际工况下的振动环境。
可以根据实际需求选择正弦振动、随机振动或冲击振动等不同的激振方式。
2.自振法:将汽车零部件加在固定位置上,并施加一定的外力或初始条件,使其自然振动。
通过测量和分析零部件的振动响应,来评估其振动性能和可靠性。
三、试验设备汽车零部件振动试验所需的设备主要包括振动台、激振器、加速度传感器、振动控制系统等。
其中,振动台是实施激振法的关键设备,可根据试验需求的不同,选择不同类型的振动台,如电动振动台、液压振动台等。
激振器是将试验载荷传递到被试零部件上的设备,其特点是具有大的频率范围和振幅调节范围。
加速度传感器用于测量被试零部件的振动响应,以获取振动数据。
振动控制系统负责对振动台或激振器进行控制,实现预设的振动参数。
四、试验过程1.实验准备:制定试验方案,确定试验目的、试验条件和试验指标。
选择合适的试验设备和传感器,并进行校准。
准备试验样品和支撑结构。
2.安装和固定:将试验样品安装在振动台上或固定在自振装置上,并通过支撑结构保证试验样品的稳定性和与振动台或自振装置的连接牢固。
3.输入信号调节:根据试验要求,通过振动控制系统调节输入信号,包括振动频率、振幅和波形等参数。
4.开始试验:根据试验方案启动振动台或自振装置,施加预设的振动负荷。
起步抖动QC项目
完成日前 5月 5月 5月-7月 5月-7月 5月-7月
对策确定(2)
序号
对策
责任人 变速箱公 司
完成 日期 即日
6
检查发动机输出轴、变速箱分离轴承处装车时油 脂,要求适量
7
去发动机公司现场定控制点(控制飞轮结合面、 离合器和飞轮安装工艺)。
陈志仁
4月27日
8
现场跟踪每天故障检出数、20台验证不良数、维 修数、二次维修数、换件情况。
对策确定(1)
序号 1 2 3 4 5
对策 针对主要参数超差,严格过程控制和 检查把关 将摩擦片内经加大7mm,内经由 125mm改为132mm送样件进行试装 从动盘面压缩量调整 现场装车验证 摩擦片材料进行更改送样件进行试装 (选雷贝斯托材料)
责任人 宁波宏协 重庆长安 宁波宏协 重庆长安 宁波宏协 重庆长安 陈传辉 宏协厂家
原因分析:故障件解剖分折
序号 来源 典型抖动车 1 (宏协件) 检测内容 分离指不平度 压盘不平度 安装面高度差 结果 0.83 0.08 0.34 标准 0.6 0.6 无
判断
不合格 不合格 不控制 不合格 合格 不控制 合格 合格 不控制
库内抽样1
2 (重庆件)
分离指不平度
压盘不平度 安装面高度差
3 2.8 100.0
车辆抖动主要在10公里之内出现,是第一位问题,占不良的32%, 5000公里之内 出现占不良的91%.
百分比
计数
现状调查:现场不良统计
现场更换频次 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
4
19 3
58
70 2
8 路桥 宁波 华普
汽车发动机扭震试验测量原理
发动机曲轴扭转振动的测量一、实验目的:1、学习用实验法确定曲轴固有频率和临界转速,并找出共振时的最大扭转角。
2、了解非接触式扭振仪的工作原理。
二、实验说明:在内燃机的使用实践中,人们发现当多缸机达到某一转速时,会变得运转很不均匀,并伴有机械敲击和抖动,性能也变坏了,当转速升高或降低一些,这种现象减轻甚至消失,这种现象的原因是由于曲轴发生了大幅度扭转振动引起的。
曲轴不是绝对刚性的,具有一定的弹性,而且有自己的固有频率。
曲轴在某一转速工作时,不仅要受到各缸平均扭矩的作用,还要受到各缸干扰力矩的作用,而且不同步,所以各曲拐间必然产生相当大的周期性相对扭转。
这种扭转与曲轴的刚度、转动惯量和施加在曲轴上的干扰力矩有关,或者说与曲轴的固有频率和干扰力矩有关。
而各缸干扰力矩是相当复杂但是是呈周期性变化的,根据傅立叶级数理论,再复杂的周期性函数都可以表示成由若干阶谐量叠加而成,所以,各缸干扰力矩可以认为是由若干阶谐量叠加而成。
M= M0+M0.5sin(0.5ωt t+δ0.5)+M1sin(1.0ωt t+δ1)+M1.5sin(1.5ωt t+δ 1.5)+ M2sin(2.0ωt t+δ2)+M2.5sin(2.5ωt t+δ 2.5)+M3sin(3.0ωt t +δ3)+…………………………………………..+M 9.5sin( 9.5ωt t+ δ9.5)+M10sin(10ωt t +δ10)+M10.5sin(10.5ωt t+δ10.5)+M11sin(11ωt t +δ11)+M11.5sin(11.5ωt t+δ11.5)+M12sin(12ωt t +δ12)当干扰力矩的某一阶谐量的变化频率等于曲轴的固有频率时,就会产生共振,使相对扭转角大大的增大,造成曲轴承受的应力大大增加,这样就会使曲轴轻则疲劳加剧,重则断裂,直接影响曲轴的使用寿命。
要想研究曲轴的扭转振动,用计算的方法比较繁琐,今天我们就用实验的方法来研究曲轴的扭转振动。
汽车整车振动诊断
汽车整车振动诊断和校正<经验交流>整车振动可分为轮胎和车轮振动、起步颤动、排气呼啸声、发动机点火振动、传动系振动等。
诊断整车振动的基本步骤是识别振动原因,查找再现条件,确定消除方法。
一、振动的检查及分类1、轮胎和车轮的检查在新生产的车型上,轮胎侧部都模塑有轮胎性能条件(TPC)额定值,如图1所示。
TPC的额定值为一组4位数字,靠近轮胎尺寸,前边有字母TPCSPKC。
替换轮胎应该具有相同的TPC额定值。
检查轮胎和车轮的一些特征可以发现振动的原因。
轮胎不正常磨损(如图示2示)、胎壁凸起、不合理的充气、弯曲的轮圈法兰都可能引起整车振动。
轮胎和车轮的径向跳动规格如表1所示。
2、路试检查程序路试的目的在于再现振动现象并找出改变和消除振动的条件。
更重要的是,路试可以确定振动是否与发动机转速和车速有关。
为了迅速、准确地完成路试,在车辆上安装上发动机转速表(如扫描工具)和小型电子振动分析仪(EV A)。
将EV A传感器放在用户可以感受振动的地方。
路试检查包括轮胎和车轮检查、缓慢加速测试、空档滑行减速测试、挂低档测试、空档升速测试、制动器转矩测试、转向机械输入测试和静止起步加速测试(起步颤动)。
(1)缓慢加速测试:缓慢加速测试的步骤是:1)在平整的水平路面上,缓慢加速至公路行驶速度。
2)查找与用户描述相符的故障。
3)在出现振动时,观察车速、发动机转速,如果有可能观察振动频率。
(2)空档滑行测试:空档滑行测试的步骤是:1)在平整的水平路面上,将速度提高到略高于振动出现的速度2)将车辆挂上空档并滑行,体验振动速段。
3)观察挂空档时是否有振动。
如果挂空档时仍有振动,则振动肯定对车速十分敏感。
此时,发动机、变速器挠性板、变矩器作为振源的可能已经排除,可按照症状或振动频率集中维修轮胎和车轮总成或变速器输入轴。
(3)挂低档测试:挂低档测试的步骤是:1)在平整的水平路面上,将速度提高到略高于振动出现的速度。
2)减速并安全减低一档。
上汽 汽车零部件振动试验方法
上汽汽车零部件振动试验方法1. 引言在汽车零部件的设计和开发过程中,振动试验是一个必不可少的环节。
通过振动试验可以评估零部件在实际使用过程中的振动特性,包括共振频率、模态形式、自由振动和强迫振动响应等。
本文将详细介绍上汽汽车在零部件振动试验方面采用的方法和流程。
2. 振动试验设备上汽汽车在进行零部件振动试验时,使用了一系列专业设备,包括:•振动台:用于产生各种频率和振幅的振动载荷;•加速度传感器:用于测量零部件在振动环境中的加速度响应;•振动控制器:用于控制振动台的振动模式和参数;•数据采集系统:用于记录和分析振动试验过程中的信号数据。
3. 振动试验流程3.1 准备工作在进行振动试验前,需要进行以下准备工作:1.零部件准备:将待测试的零部件进行清洁,确保表面无油污和杂质。
2.测量点布置:根据零部件的结构和要求,在靠近关键部位的位置选取适当的振动测点。
3.传感器连接:将加速度传感器与数据采集系统进行连接,并进行校准工作。
3.2 参数设置在进行振动试验前,需要设置以下参数:1.振动频率和幅值:根据零部件的使用环境和要求,设置合适的频率范围和振幅。
2.振动模式:选择合适的振动模式,包括随机振动、正弦振动等。
3.持续时间:确定振动试验的持续时间,通常以小时为单位。
3.3 振动试验执行在完成准备工作和参数设置后,可以开始进行振动试验。
执行振动试验的步骤如下:1.启动振动台和振动控制器,确保系统正常工作。
2.开始记录数据:通过数据采集系统,记录零部件在振动试验过程中的加速度响应。
3.执行振动试验:按照预设的振动频率和幅值进行振动试验。
3.4 数据分析与评估完成振动试验后,需要对采集到的数据进行分析和评估。
常见的分析方法包括:1.频谱分析:通过对加速度响应信号进行频谱分析,可以确定零部件的共振频率。
2.模态分析:通过模态测试和分析,可以确定零部件的模态形式和特性。
3.耐久性评估:根据振动试验的持续时间和加速度信号,评估零部件的耐久性和寿命。
载货汽车整车振动性能试验及分析方法
3.5.2功率谱谱阵分析
对振动信号进行多次功率谱计算,并将各个功率谱按时间顺序列出,形成瀑布图或云图,振动信号分段可相互重叠。此项分析主要反映振动信号的各频率成分在整个试验中的能量变化,及振动变化的规律,为寻找振动源及传递路径提供依据,是加速—滑行试验、原地起步加速—滑行试验、正常行驶试验必须进行的处理方法,也适用于其它试验。
其中:L为轴距, 为车速。
图3某汽车前后桥振动信号相关函数图
图3为某汽车前后桥振动信号相关函数图,最大值处的 =0.16s,该车轴距为3360mm,故车速为:21m/s(75.6km/h),试验时车速表为80km/h,非常相符。\
3.2.4驾驶室Biblioteka 点应布置两个或四个以上的加速度传感器,至少有一个三向传感器。对于两个传感器可分别布置于左右驾驶员座椅对应的地板上;对于四个传感器可分别布置于驾驶室与车架的前后左右四个连接点附近。其它情况可根据上述方法进行传感器布置。
3.2.5车身布点
应参照3.2.3与3.2.4的规定进行。
3.2.6货箱布点
应在发动机悬置的上下位置附近进行测试点的布置,可根据具体情况布置单向或三向传感器。
3.2.9其它位置的测试点可参照以上规定进行。
3.2.10对于有针对性的振动试验,可按照以上规定选择适当的部位布点,对传感器数目可酌情增减。3.3试验条件
3.3.1汽车整车技术状态应符合产品图样及设计文件的规定。
3.3.2道路条件
2.3相关函数: (τ)=
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第30卷第4期 佳木斯大学学报(自然科学版) Vol.30No.4 2012 年07月 JournalofJiamusiUniversity(NaturalScienceEdition) July 2012文章编号:1008-1402(2012)04-0532-04汽车起步颤振实验的数据重采样方法①徐 平1, 徐炜卿2, 王从鹤1, 张 逸2, 徐君杰1(1.泛亚汽车技术中心有限公司,上海201201;2.同济大学汽车学院,上海201804)摘 要: 通过对汽车起步颤振现象的实车坡道实验,指出了基于短时傅里叶变换(ShortTimeFourierTransform,STFT)进行分析的不足之处.然后采用34种不同的小波基函数,对原始振动信号进行小波分析及滤波,仅保留了低频的振动信息,最后通过降低采样频率,对滤波后的信号重采样并分析,发现采用dmey(DiscreteMeyerwavelet)小波进行滤波及重采样后的结果,对本实验0-20Hz频域内信息的误差最小,并且较好地保留了原信号在该频域内的频谱特性.关键词: 起步颤振;小波;滤波;采样率;重采样中图分类号: U467 文献标识码: A0 引 言汽车传动系的NVH性能对整车的舒适性至关重要.对于汽车制造商,在提高燃油经济性和减少排放方面,通过采用自动变速器来优化性能显得尤为重要,预计到2016年,自动变速器的市场占有率将达到60%[1-2].随着人们生活水平的提高,对于汽车NVH性能的要求不断提高,尤其是采用自动变速器的汽车,对于其NVH性能的研究也受到了越来越的重视.汽车在一定的挡位、节气门开度和道路负载下,起步过程中产生的传动系剧烈扭转振动现象被称为起步颤振[3-5].为了解决配备自动变速器的汽车的起步颤振问题,往往需要通过实车实验,大量实验数据的处理需要花费一定的时间以及存储空间,而且其中通常会包含有大量与研究内容无关的信息.本文通过对某配备电控机械式自动变速箱(automatedmechanicaltransmission,AMT)汽车的起步颤振实验进行分析,通过小波分析对原始信号进行滤波,并将滤波后的信号进行重采样,从而得到用较少的数据量却能够较完整地反映原始信号频域特性的信号.1 实验分析1.1 基于短时傅里叶变换的时频分析通过采用NI-PXI数据采集系统(包含Lab-VIEWSignalExpress)、PXI-4496采集卡和IEPE压电式加速度传感器等软、硬件采集设备,对某配备AMT的轿车,在坡道上起步过程中起步颤振实验数据进行采集,采样率设为6000Hz,车架中梁纵向处采样所得信号如图1所示.图1 实验采集的原始信号的时域信号图2 振动信号时频分析结果将采样得到的振动信号进行STFT运算,从而得到原始振动信号的时频分析结果如图2所示.从①收稿日期:2012-06-26作者简介:徐平(1969-),男,上海人,泛亚汽车技术中心有限公司工程师,硕士.第4期徐 平,等:汽车起步颤振实验的数据重采样方法图中可以看到,分析结果中包含了从0-3000Hz的频域特性,而此实验车的起步颤振主要发生在20Hz以下,图2中包含的大部分信息在起步颤振的分析中并不需要,这样的分析结果无论是对于计算机的分析、存储,或是对起步颤振的频谱特性的观察都是不利的.1.2 小波分析原理对于人体而言,对听觉起关键作用的耳蜗内基底膜,其作用相当于一组建立在薄膜振动基础上的带通频率分析器.生理信号被分解后常表现出高频分量持续时间较短,低频分量持续时间较长的特点,这正和小波分析的性质相吻合[6].小波之所以在信号处理领域具有很大的优势,在于小波变换可以获得信号的多分辨率描述,这种描述符合人类观察世界的一般规律,同时,小波变换具有丰富的小波基可以适应具有不同特性的信号[7],采用小波滤波可以在一定程度上避免一般低通滤波时造成的信号突变部分变模糊,也会造成少量的信号细节丢失.小波分析时将信号分解成一系列小波函数的叠加,而这些小波函数都是由一个母小波函数经过平移与尺度伸缩得来的,信号局部的特性用小波函数来逼近比光滑的正弦函数来逼近要好[6].把一个母小波的函数作位移后,在不同的尺度a下与代分析信号做内积.母小波经伸缩和平移后得到的函数序列为[8]Ψa,τ(t)=1aΨ(t-τa)(1)信号x(t)的小波变换为WTx(a,τ)=1a∫x(t)Ψ倡(t-τa)dt(2)式中:Ψ倡(t)为Ψ(t)的共轭函数位移τ的作用是确定x(t)分析的时间位置,即时间中心,尺度a的作用是把母小波作伸缩,因此,小波变换可以理解为用一簇分析宽度不断变换的基函数对x(t)作分析.不同于傅里叶变换,小波基具有尺度a和位移τ两个参数,所以函数经小波变换,将一个时间函数投影到二维的时间-尺度相平面上,从而有利于提取信号函数的某些本质特征.1.3 小波分析对采集到的原始数据采用dmey小波进行小波分析,得到如图3所示的结果(小波分析的位移与时间相对应,尺度与频域相对应,尺度越小对应的频域越高).图3 原始信号的小波分析图4 原始信号的频谱特性图5 不同小波滤波后的频域误差从图3可以看以看到,起步过程中汽车的振动在各频段的特性都有所体现,图3中振动主要集中在尺度2,5,6,7处,而尺度1,3,4处的振动较为不明显.因此车起步颤振主要发生在20Hz以下,根据采样定理,6000Hz的采样率满足了采样要求,但由于需要分析的是20Hz以下的信息,而实际上采集到信息中包含了大量并不需要的信息,我们所关注的只是其中很少量的信息.另一方面,如果通过降低采样频率进行采样,由于采样频率的限制将会导致高频信息与低频信号发生混叠,从而影响到对低频信息的分析.335佳木斯大学学报(自然科学版)2012年1.4 信号重采样对采样得到的原始信号进行傅里叶变换,观察其在0-20Hz之间的频域特性,如图4所示.图6 重构后的频谱特性 采用小波分析对原始信号进行7层分解,提取尺度7处信号的近似系数,重构成时域信号,对重构后的信号进行傅里叶变换.因为不同的小波对分析结果的影响很大,因此分别采用haar(Haarwavelet)小波、db(Daubechieswavelet)小波、sym(Symletswavelet)小波、coif(Coifletwavelet)小波、bior(Biorthogonalwavelet)小波、rbio(ReverseBiorthogonalwavelet)小波、dmey小波等共34种小波,并与原信号在f1=2.22Hz和f2=13.94Hz处的频域幅值进行比较,结果如图5所示,其中误差较小的6种小波为db8小波、db9小波、coif5小波、bior3.9小波、rbio1.5小波和dmey小波,对应的误差值如表1所示.图7 重采样前后对比表1 误差最小的6种滤波后的频谱误差值小波种类db8db9coif5频率f1处误差%0.100.180.03频率f2处误差%0.660.300.50小波种类bior3.9rbio1.5dmey频率f1处误差%0.101.730.00频率f2处误差%0.920.190.05 在连续变换的尺度a和位移τ值下,小波基函数Ψa,τ(t)具有很大的相关性,小波变换后信息是冗余的,因此将尺度a和位移τ离散,令a=am0,a0=2,m∈Z为了防止信息丢失,要求位移τ满足Nyquist采样定理,采样率大于等于该尺度下频率通带的二倍,所以当m增加1时,尺度a增加一倍,对应的频率减小一半,可见采用率可以降低一半而不致引起信息的丢失.因此采用表1中所列出的误差较小的6种小波,对原信号进行了7层小波分解并重构,并将原采样率降低27=128倍,由原来的6000Hz采样率转为46.875Hz的采样率,即重采样后的数据长度为原信号的1/128,对重采样后的信号进行傅里叶变换,观察其在0-20Hz之间的频域特性,如图6所示,其在f1=2.22Hz和f2=13.94Hz处的频域幅值原信号的比较结果如表2所示.435第4期徐 平,等:汽车起步颤振实验的数据重采样方法表2 滤波重构后的频谱误差值小波种类db8db9coif5频率f1处误差%0.490.560.37频率f2处误差%5.841.062.01小波种类bior3.9rbio1.5dmey频率f1处误差%0.502.000.56频率f2处误差%6.499.910.09 根据表2可以看出,在通过dmey小波滤波以及重采样之后,较好地保留了原信号在0-20Hz范围内的频域信息,图7中显示了采用dmey小波滤波后的信号以及滤波重采样后的信号,从图中可以看到,重采样后的信号基本没有失真.2 结 论本文通过对汽车起步颤振的实验结果进行分析,并基于小波分析得出了对采样信号进行滤波与重采样的方法,并得出以下结论:(1)对于汽车起步颤振现象的频域特性,采用STFT进行分析时,对于计算机的分析、存储,以及对起步颤振的频谱特性的观察所存在的不足之处;(2)通过运用34种不同的小波基函数对汽车起步颤振现象的实车坡道实验的结果进行滤波与重采样,发现采用dmey小波对汽车起步颤振实验进行信号滤波及重采样所获得的信号基本保留了原始信号的低频特性;(3)根据小波分析进行滤波与重采样,实现了对存储的数据量的大幅降低,有利于进一步减少计算机在分析与处理时的运算时间.参考文献:[1] HongyuanZhao,AnneNeville,ArdianMorina,etal.ImprovedAnti-shudderPerformanceofATFs-influenceofaNewFric-tionModifierandSurfaceChemistry[J].TribologyInternational,2012,46(1):62-72.[2] DCentea,HRahnejat,MTMenday.TheInfluenceoftheInter-faceCoefficientofFrictionUponthePropensitytoJudderinAu-tomotiveClutches[J].ProcInstnMechEngrsPartD,1999,213:245-258.[3] 徐平,栾文博,张逸等.轿车起步颤振现象实验测试与时频域分析[J].汽车科技,2012,2:49-52.[4] 袁晨恒,姚兆祥,姜艳军等.轿车传动系扭转振动模型分析与计算[J].重庆理工大学学报(自然科学版),2010,24(7):18-22.[5] 顾福勇,张代胜,席彦擘.离合器接合过程中的汽车传动系扭转振动分析[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2006,27(9):809-813.[6] 飞思科技产品研发中心.小波分析理论与MATLAB7实现[M].北京:电子工业出版社,2005:29-60.[7] 潘泉.小波滤波方法及应用[M].北京:清华大学出版社,2005:3-29.[8] 胡广书.现代信号处理教程[M].北京:清华大学出版社,2001:246-252.DateResampleMethodofVehicleLaunchShudderXUPing1, XUWei-qing2, WANGCong-he1, ZHANGYi2, XUJun-jie1(1.PanAsiaTechnicalAutomotiveCenterCo.,Ltd.,Shanghai201201,China;2.AutomotiveSchool,TongjiUniversity,Shanghai201804,China)Abstract: Basedonthevehicletestforlaunchshudder,theshortageofshorttimeFouriertransforminthisanalysiswaspointedout.Then,34differentkindsofthewaveletbasisweretestedtoanalyzeandfiltertheo-riginalvibrationsignal,andonlytheinformationoflow-frequencyvibrationwasreserved.Afterresamplingthefilteredsignalbyreducingsamplerate,itisfoundthatfilteringwithdmey(DiscreteMeyerwavelet)wavelethastheleasterrorin0-20frequencydomainforthistest,andthecharacteristicsoftheoriginalsignalinspecificfrequencydomainwerewellreserved.Keywords: launchshudder;waveletanalysis;filtering;samplerate;resample535。