CN106289815A - 悬架减震器车身接附点的声振传递函数测试方法 - Google Patents

悬架减震器车身接附点的声振传递函数测试方法 Download PDF

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Abstract

悬架减震器车身接附点的声振传递函数的测试装置，包括：力锤、传声器、数据采集前端、处理设备、工装部件。将工装部件安装在前后悬架减震器上，模拟声振测试的自由边界测试状态，通过力锤敲击工装部件的方式，测得前后悬架减震器的声振传递函数。该工装部件的使用，一方面使测试车辆的前后悬架减震器接附点接近真实车辆的边界条件，且与CAE仿真边界条件相同；另一方面，便于测试X、Y、Z三个方向的声振传递函数。采用本发明测试方法能够准确有效的测试车身前后悬架减震器接附点到车内人耳处的声振传递函数。

Description

悬架减震器车身接附点的声振传递函数测试方法
技术领域
本发明涉及车身NVH技术领域，尤其涉及悬架减震器车身接附点的声振传递函数测试方法。
背景技术
汽车车内的低频噪声控制一直以来都作为各大主机厂的研究热点问题之一，尤其是对于汽车工业技术高速发展的今天，控制车内低频噪声已经成为高端汽车产品的标志性技术要求之一。而成功的低频噪声控制的前提是准确的测试车体结构本身的声振特性，在此基础上，通过数据分析和CAE仿真手段，识别车体结构的关键薄弱位置和关键影响参数，实现车内低频噪声水平的有效控制和提升。
从汽车前后悬架减震器的车身接附点到车内的声振传递函数的测试方法目前有两种。一种是直接用力锤敲击内饰车身状态下前后悬架减震器的接附点（前后悬架减震器安装孔位置），这种测试方法不仅不能反映真实的受力情况，且无法测试X、Y向到车身的声振传递函数。如图1，力锤2直接激励前悬减震器安装过孔3来测试传递到车内的声振传递函数。另一种是将前后悬减震器螺栓安装在车身接附点上，力锤敲击螺栓头的X、Y、Z三个方向，这种测试方法力锤锤头的敲击面很小，且力锤极易和车身干涉，很难保证力锤锤头与敲击面垂直。如图2，力锤2直接激励前悬减震器安装螺栓4来测试到车内的声振传递函数。另外，由于大多数前后悬架减震器与车身安装均通过大于2颗螺栓连接方式，采用上述两种逐个激励接附点测试方法，测试结果与CAE分析结果存在明显差异。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供悬架减震器车身接附点的声振传递函数测试方法，测试方法包括针对测试实验发明的工装部件，将工装部件安装在前后悬架减震器上，模拟声振测试的自由边界测试状态，通过力锤敲击工装部件的方式，测得前后悬架减震器的声振传递函数。
为实现以上目的，采用的技术方案如下：
悬架减震器车身接附点的声振传递函数的测试装置，包括：力锤、传声器、数据采集前端、处理设备,还包括工装部件。所述的工装部件包括底座、凸台、底座过孔，底座中心设置凸台。所述底座过孔与悬架减震器的安装过孔的位置、尺寸配合。所述工装部件用于通过螺栓按设计扭力连接固定在前后悬架减震器接附点位置，工装部件的凸台从悬架减震器的弹簧过孔中探出。
所述的力锤通过连接线与数据采集前端连接，数据采集前端采集力锤的力学信号。所述的传声器通过连接线与数据采集前端连接，数据采集前端采集车内的声振信号。所述数据采集前端的一端连接力锤和传声器，另一端连接处理设备，处理设备对接收到的数据采集前端的信号进行处理，同时处理设备对数据采集前端进行参数设置。
具体地，所述的工装部件的材料选择铝材，底座为倒圆角的等边三角形，三个角各分布一个底座过孔，底座中心设有圆柱形凸台。
具体地，底座厚度为12.7mm，圆柱形的凸台的直径为25mm，凸台高度为40mm，底座过孔的直径为10mm。
具体地，数据采集前端包括LMS SCADAS Front-End 64通道数据采集前端。
具体地，所述的处理设备上安装包括Test Lab Acquisition 测试软件。
悬架减震器车身接附点的声振传递函数的测试方法，包括以下步骤：
步骤1、保证测试车身为内饰车身状态，确定车门及天窗关闭；使车身处于模拟自由边界测试状态。
步骤2：安装测试装置，设置数据采集前端的参数。按螺栓的设计扭力连接底座过孔与悬架减震器的安装过孔，使得工装部件固定在前后悬架减震器接附点位置。工装部件的凸台从悬架减震器的弹簧过孔中探出；传声器固定在车内头枕处。力锤通过连接线与数据采集前端连接，数据采集前端采集力锤的力学信号。传声器通过连接线与数据采集前端连接，数据采集前端采集车内的声振信号。所述数据采集前端的一端连接力锤和传声器，另一端连接处理设备，处理设备对接收到的数据采集前端的信号进行处理，同时处理设备对数据采集前端进行参数设置。
步骤3：用力锤激励凸台在X方向上的侧切面的中间部位，测试从悬架减震器的X方向上的接附点到车内的声振传递函数。用力锤激励凸台在Y方向上的侧切面的中间部位，测试从悬架减震器的Y方向上的接附点到车内的声振传递函数。用力锤激励凸台在Z方向上的中间部位，即凸台的上顶面的中间部位，测试从悬架减震器的Z方向上的接附点到车内的声振传递函数。所述X方向为水平方向；所述Y方向与X方向处于同一水平面，且相互垂直；所述Z方向垂直于X,Y方向构筑的水平面。
步骤4：数据采集前端采集力锤的力学信号和传声器的声振信号。
步骤5：打开处理设备上的声振测试系统，显示力锤的力学信号和悬架减震器的声振传递函数。
步骤6：测试数据检查。
具体地，处理设备对数据采集前端的参数设置包括：设置测试带宽、频率分辨率、平均次数、输入输出窗函数、测试传递函数、相干函数、自功率谱函数、互功率谱函数。
具体地，自由边界测试状态是将车身用橡胶绳悬挂于吊架的水平位置，使车身自由悬空不受约束。
具体地，常规测试时，传声器固定在与车内乘坐者的右耳相对的头枕处
具体地，测试数据检查包括：频率范围内的力谱曲线比较平直；任一点的相干函数的相干性好。在测试过程中，实时监测声振信号和力锤的力学信号之间的相干函数。频响函数的清晰度和一致性。
本发明的有益效果是，本发明针对测试实验发明了一种工装部件，将工装部件安装在前后悬架减震器上，模拟声振测试的自由边界测试状态，通过力锤敲击工装部件的方式，测得前后悬架减震器的声振传递函数。该工装部件的使用，一方面使测试车辆的前后悬架减震器的车身接附点接近真实车辆的边界条件，且与CAE仿真边界条件相同；另一方面，便于测试X、Y、Z三个方向的声振传递函数。采用本发明测试方法能够准确有效的测试车身前后悬架减震器接附点到车内人耳处的声振传递函数。
附图说明
图1是直接激励前悬减震器接附点测试声振传函的示意图；
图2是激励前悬减震器螺栓测试声振传函的示意图；
图3是本发明在前悬架减震器接附点处声振传递函数测试的工装部件结构图；
图4是本发明测试前悬架减震器接附点发声振传递函数测试结构示意图；
图5是应用本发明的测试方法及工装测得的车身前悬减震器接附点Z向到车内的驾驶座右耳处FLR的声振传递函数示意图。
具体实施方式
悬架减震器车身接附点的声振传递函数的测试装置，包括：悬架减震器1、力锤2、传声器、数据采集前端、处理设备和工装部件5。
测试准备：样车状态为内饰车身状态，确定车门及天窗关闭。
如图3所示，工装部件5包括：底座10、凸台9、底座过孔11；底座10为倒圆角的等边三角形，中心焊接一个圆柱形的凸台9，三个角各分布一个底座过孔11；所述底座过孔11与悬架减震器的安装过孔3的位置、尺寸配合。工装部件的材料选择铝材，底座10厚度为12.7mm，圆柱形的凸台9的直径为25mm，凸台高度为40mm，底座过孔11的直径为10mm。
如图4所示，安装测试装置：按螺栓4的设计扭力将工装部件5固定在前后悬架减震器接附点位置，工装部件5的凸台9从悬架减震器的弹簧过孔12中探出。力锤2通过连接线与数据采集前端连接，数据采集前端采集力锤2的力学信号；传声器通过连接线与数据采集前端连接，数据采集前端采集车内的声振信号；数据采集前端的一端连接力锤2和传声器，另一端连接处理设备，处理设备对接收到的数据采集前端的信号进行处理，同时处理设备对数据采集前端进行参数设置。传声器固定在车内头枕处，即驾驶座头枕相对乘坐者的右耳处FLR、副驾驶座头枕相对乘坐者的右耳处FRR、驾驶座的后位头枕相对乘坐者的右耳处RLR、副驾驶座的后位头枕相对乘坐者的右耳处RRR。
测试步骤：
步骤1、保证测试车身为内饰车身状态，确定车门及天窗关闭；使车身处于模拟自由边界测试状态；
步骤2：安装测试装置，设置数据采集前端的参数。按螺栓4的设计扭力将工装部件5固定在前后悬架减震器接附点位置，工装部件5的凸台9从悬架减震器的弹簧过孔12中探出。力锤2通过连接线与数据采集前端连接，数据采集前端采集力锤2的力学信号。传声器通过连接线与数据采集前端连接，数据采集前端采集车内的声振信号。数据采集前端的一端连接力锤2和传声器，另一端连接处理设备，处理设备对接收到的数据采集前端的信号进行处理，同时处理设备对数据采集前端进行参数设置。
具体地，处理设备对数据采集前端的参数设置包括：设置测试带宽、频率分辨率、平均次数、输入输出窗函数、测试传递函数、相干函数、自功率谱函数、互功率谱函数。
测试频率带宽 0～1024 Hz
频率分辨率 1Hz
平均次数 5～10 次
输入窗函数 力指数窗
输出窗函数 指数窗
步骤3：用力锤激励凸台9在X方向上的侧切面的中间部位，测试从悬架减震器的X方向上的接附点到车内的声振传递函数；用力锤激励凸台9在Y方向上的侧切面的中间部位，测试从悬架减震器的Y方向上的接附点到车内的声振传递函数；用力锤激励凸台9在Z方向上的中间部位，即凸台9的上顶面的中间部位，测试从悬架减震器的Z方向上的接附点到车内的声振传递函数。每个方向测试5-10次，并保存测试结果。如图5测试结果，车身前悬减震器接附点Z向到车身的声振传递函数曲线13，声振传递函数参考目标曲线14。
X方向为水平方向；所述Y方向与X方向处于同一水平面，且相互垂直；所述Z方向垂直于X,Y方向构筑的水平面；
步骤4：数据采集前端采集力锤2的力学信号和传声器的声振信号；
步骤5：打开处理设备上的声振测试系统，显示力锤的力学信号和悬架减震器的声振传递函数。
具体地，自由边界测试状态是将车身用橡胶绳悬挂于吊架的水平位置，使车身自由悬空不受约束。
具体地，数据采集前端包括LMS SCADAS Front-End 64通道数据采集前端。
具体地，理设备上安装包括Test Lab Acquisition 测试软件。
步骤6：测试数据检查，包括：频率范围内的力谱曲线比较平直，下降值不超过10dB；任一点的相干函数（除去节点或反节点外）应在0.9以上认为响应与激励信号之间的相干性较好。在测试过程中，为保证测得的频响函数质量可靠，实时监测响应信号和激励信号之相干函数。频响函数清晰且一致性好。

Claims (10)

1.悬架减震器车身接附点的声振传递函数的测试装置，包括：力锤（2）、传声器、数据采集前端、处理设备；其特征在于，还包括工装部件（5）；所述的工装部件（5）包括底座（10）、凸台（9）、底座过孔（11）；底座（10）中心设有凸台（9）；底座（10）上设置有与悬架减震器的安装过孔（3）的位置、尺寸配合的底座过孔（11）； 所述工装部件（5）用于通过螺栓（4）按设计扭力连接固定在前后悬架减震器接附点位置，工装部件（5）的凸台（9）从悬架减震器的弹簧过孔（12）中探出；
所述的力锤（2）通过连接线与数据采集前端连接，数据采集前端采集力锤（2）的力学信号；所述的传声器通过连接线与数据采集前端连接，数据采集前端采集车内的声振信号；所述数据采集前端的一端连接力锤（2）和传声器，另一端连接处理设备，处理设备对接收到的数据采集前端的信号进行处理，同时处理设备对数据采集前端进行参数设置。
2.根据权利要求1所述的悬架减震器车身接附点的声振传递函数的测试装置，其特征在于，所述底座（10）为倒圆角的等边三角形，三个角各分布一个底座过孔（11），凸台（9）为圆柱形。
3.根据权利要求1所述的悬架减震器车身接附点的声振传递函数的测试装置，其特征在于，所述的工装部件的材料选择铝材，底座（10）厚度为12.7mm，圆柱形的凸台（9）的直径为25mm，凸台高度为40mm，底座过孔（11）的直径为10mm。
4.根据权利要求1所述的悬架减震器车身接附点的声振传递函数的测试装置，其特征在于，数据采集前端包括LMS SCADAS Front-End 64通道数据采集前端。
5.根据权利要求1所述的悬架减震器车身接附点的声振传递函数的测试装置，其特征在于，所述的处理设备上安装包括Test Lab Acquisition 测试软件。
6.悬架减震器车身接附点的声振传递函数的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：保证测试车身为内饰车身状态，确定车门及天窗关闭；使车身处于模拟自由边界测试状态；
步骤2：安装测试装置，设置数据采集前端的参数；按螺栓（4）的设计扭力连接底座过孔（11）与悬架减震器的安装过孔（3），使得工装部件（5）固定在前后悬架减震器接附点位置；工装部件（5）的凸台（9）从悬架减震器的弹簧过孔（12）中探出；传声器固定在车内头枕处；力锤（2）通过连接线与数据采集前端连接，数据采集前端采集力锤（2）的力学信号；传声器通过连接线与数据采集前端连接，数据采集前端采集车内的声振信号；所述数据采集前端的一端连接力锤（2）和传声器，另一端连接处理设备，处理设备对接收到的数据采集前端的信号进行处理，同时处理设备对数据采集前端进行参数设置；
步骤3：用力锤激励凸台（9）在X方向上的侧切面的中间部位，测试从悬架减震器的X方向上的接附点到车内的声振传递函数；用力锤激励凸台（9）在Y方向上的侧切面的中间部位，测试从悬架减震器的Y方向上的接附点到车内的声振传递函数；用力锤激励凸台（9）在Z方向上的中间部位，即凸台（9）的上顶面的中间部位，测试从悬架减震器的Z方向上的接附点到车内的声振传递函数；所述X方向为水平方向；所述Y方向与X方向处于同一水平面，且相互垂直；所述Z方向垂直于X,Y方向构筑的水平面；
步骤4：数据采集前端采集力锤（2）的力学信号和传声器的声振信号；
步骤5：打开处理设备上的声振测试系统，显示力锤的力学信号和悬架减震器的声振传递函数；
步骤6：测试数据检查。
7.根据权利要求5所述的悬架减震器车身接附点的声振传递函数的测试方法，其特征在于，处理设备对数据采集前端的参数设置包括：设置测试带宽、频率分辨率、平均次数、输入输出窗函数、测试传递函数、相干函数、自功率谱函数、互功率谱函数。
8.根据权利要求5所述的悬架减震器车身接附点的声振传递函数的测试方法，其特征在于，自由边界测试状态是将车身用橡胶绳悬挂于吊架的水平位置，使车身自由悬空不受约束。
9.根据权利要求5所述的悬架减震器车身接附点的声振传递函数的测试方法，其特征在于，具体常规测试时，传声器固定在与车内乘坐者的右耳相对的头枕处。
10.根据权利要求5所述的悬架减震器车身接附点的声振传递函数的测试方法，其特征在于，测试数据检查包括：频率范围内的力谱曲线比较平直；任一点的相干函数的相干性好；在测试过程中，实时监测声振信号和力锤（2）的力学信号之间的相干函数；频响函数的清晰度和一致性。
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