CN108593308A - 一种基于卡车转向振动路径的多源振点等效和故障结构区域的故障区定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于卡车转向振动路径的多源振点等效和故障结构区域的故障区定位方法，包括如下步骤：1）建立振动传递模型；2）测点的等效重排列布置；3）收集测点的振动信号；4）处理振动信号；5）故障区定位。这种方法能简化现有故障数据分析方法的工作强度和工作量、能节省分析人员对故障问题的分析、解决周期。

Description

一种基于卡车转向振动路径的多源振点等效和故障结构区域 的故障区定位方法

技术领域

本发明涉及汽车技术，具体是一种基于卡车转向振动路径的多源振点等效和故障结构区域的故障区定位方法。

背景技术

人们在行车过程中，车身的振动问题不仅给人们带来不便和困扰，同时对人体身心健康又有着重要影响，由国标ISO 2613—1:1997(E)标准对振动的相关规定，人体对于振动的耐受力程度可由基本的评价方法——加权加速度均方根值的大小来进行评价，其中当垂向频率加权函数w_k的频率范围处于4-8Hz范围内时，人体的内脏器官容易产生共振，而垂向频率加权函数w_k处于8-12.5Hz的频率范围时，振动则主要会对人体的脊椎系统产生影响。在水平方向上，人体对于水平轴向的频率加权函数w_d最敏感的频率范围为0.5-2Hz，即在3Hz以下时，人体对水平振动的敏感程度比垂直振动更高，此外，国内市场对于卡车高速行驶时的多振源的振动路径简化技术手段缺乏相关研究，现有的商用卡车的高速转向故障振动故障的定位方法需要对多振源和对应振动路径来逐次排查研究，再结合限元技术来确定大致的故障区段，这种传统方法缺陷在于前期的准备和分析过程比较长，目的性不明确。

由于卡车在在高速行驶时，振源发出的激振力源于发动机自身所产生不平衡扰动力而引起发动机的弹性振动和刚性振动、路面不平度对轮胎的随机振动激励以及变速箱内部的齿轮结构啮合时齿面载荷波动振动冲激等，而目标影响对象主要表现为方向盘的振动。转向系统的振动故障除了与振源的布置方位和特性有关外，还与振动的传递路径有着相当大的关系。在转向系统的振动诊断中，常常需要考虑到多条振动传递路径，振动传递路径的主要问题有：传递路径上零件固有频率和振源激振频率的耦合共振而造成振动的振动传递放大问题；以及振动传递路径上的振动传输率较高，隔振效果差，进而引起转向系统的振动程度超过汽车行业对振动耐受度标准等问题；由于在解决这些问题的过程中，振动的流程路线复杂且路径上的振动传递介入损失也难以量化分析，因此可对影响方向盘振动三条主要振动路径等效测点简化，然后通过调整改变发动机的转速和卡车的路况条件来调节振动的输入量变化，并测试输出部分的振动加速度响应值，从而分析配合对主要路径上的参数值调整，将振动输出匹配到最佳的加速度响应值。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种基于卡车转向振动路径的多源振点等效和故障结构区域的故障区定位方法。这种方法能简化现有故障数据分析方法的工作强度和工作量、能节省分析人员对故障问题的分析、解决周期。

实现本发明目的的技术方案是：

一种基于卡车转向振动路径的多源振点等效和故障结构区域的故障区定位方法，与现有技术不同的是，包括如下步骤：

1)建立振动传递模型：所述模型包括自下而上顺序连接的第一组前轮胎、第二组前轮胎、第一组后轮胎及第二组后轮胎及与他们自带的轮胎板簧悬架铰接成一体的轮胎悬架子系统、车架和驾驶室，所述轮胎悬架子系统与车架通过轮胎板簧悬架连接，所述车架中设有变速箱和发动机，所述驾驶室设有驾驶室座椅、方向盘、转向固定支座和转向机总成，车架通过发动机上的发动机悬置和驾驶室下部的驾驶室悬置连接，模型中，F1为第一组前轮胎受到地面不平度所引起的振动力，F2为第二组前轮胎受到路面不平度引起的振动力，F3为第一组后轮胎受到路面不平度引起的振动力，F4为第二组后轮胎受到的路面不平度引起的振动力，F5为变速箱传动轴可能引起的共振谐次激振力，F6为发动机引起的振动力，第一组前轮胎、第二组前轮胎、第一组后轮胎和第二组后轮胎会受到对应的与F1、F2、F3、F4大小相同振动冲激力的作用，此外发动机产生的振动力F6 和变速箱产生的激振力F5会通过车架上相应的振动路径按照从下而上的传递方向传递到驾驶室内的方向盘上，在此过程中，轮胎板簧悬架、驾驶室悬置和发动机悬置会承担主要的减振作用；

2)测点的等效重排列布置：依据步骤1)所建模型，在传递路径上选取位于每个轮胎板簧悬架上板簧弯曲最顶端中心位置的测点为轮胎板簧悬架测点，选取发动机表面对称中心的测点、变速箱表面对称中心测点、车架上靠近转向机总成处的前车架测点、车架中部的测点为车架中测点，方向盘的正对驾驶员的12 点方向侧边上的测点、方向盘中心测点、转向固定支座处测点为转向系统的测点，转向系统的前部通过驾驶室前围板与驾驶室连接为整体，下部通过转向机总成与车架固接，以上测点分别记录传递路径上该测点的振动传递情况，卡车模型模拟高速行驶在平坦的路面上，由于传统故障振动排除方法中的传感器布置存在布置测点多，绕线打叉以及易脱落的缺点，因此本技术方案提出一种测点简化的方法，基于转向系统的振动传递路径分析，以振动故障源为研究目标，同时以不同转速下卡车转向系统的振动路径上各测点传感器收集的数据为研究变量而有选择性地针对振动传递路径上若干测点进行振点简化和等效，将现有技术布置方式中的方向盘中心、方向盘正对驾驶员的3点方向和12点方向的侧边点三点布置按照主路径的传递方向简化为方向盘中心测点布置和12点测点布置，同时因为卡车行驶的路面为平坦路面，发动机和变速箱上振动衰减慢且振型方向较单一的特点，按照主振方向的不同将传统发动机和变速箱的周围多点测点分布为发动机表面的几何中心单点布置和变速箱几何中心测点，此外由于左右对称轮胎的振动类型基本一致，且后车轮对于方向盘的振动影响不大，因此将传统技术中车架的双侧前、中，后车架三测点布置简化为由中车架测点，前车架测点组成的靠近转向机测的单边测点布置方式，该方式严格按照以方向盘为目标点选择性的简化，从而在减少测点布置的同时满足故障排查需求，避免简化盲目性，

为克服传统振动流程路线比较复杂，振动的传递介入损失比较难以量化分析，同时由于转向结构改善空间狭窄且成本较高等难点限制，提出将轮胎所受路面不平度引起的多小分支振动流，变速箱产生的小分支振动流和发动机产生的多小分支振动流简化为以方向盘为受振目标，以发动机，变速箱和路面不平度等振源为振动起点的振动传递主路径而忽略多小分支振动流的影响，将小分支对方向盘的振动传递集中于主振动路径上各测点的等效，a₀，a₁，a₂，a₃，a₄，a₅，a₆， a₇分别表示发动机测点、变速箱测点、轮胎板簧悬架测点、中车架测点、前车架测点、转向固定支座测点、方向盘中心测点和方向盘正对驾驶员的12点方向侧边点这8个测点接收的加速度大小，通过将多条振动路径看成未知部分，来调整改变发动机的转速和卡车的路况条件来调节振动的输入量变化，然后实时测取输出部分的振动加速度响应值，在该振动模型中，由于振动力会通过不同的传递路径传递给响应机构，针对某条振动路径分析，可知其路径上的传递力可表达为：

针对该条传递路径上的某测点的动力方程为：

其中Q_j代表振动路径上振动激振力的损耗系数，便于求解，假设局部某测点的位移响应X为

求解后可得到测点结构的动刚度表达式，即：

所以振动路径上各个测点所代表节点结构的动刚度是与激振频率有关的函数且其刚度值的大小也会伴随频率改变而发生变化，其幅值大小可表示为：

可见区段结构间的动刚度值和质量，阻尼以及静刚度等参数间有一定联系。测点之间由于结构动刚度的不同，因此振动路径上的隔振换算率也会形成一定的差异性，因此当隔振换算率为正值，动刚度越差，即隔振换算率越低时，振动在传递路径中衰减能力也就越弱，方向盘的振动响应程度也越剧烈，同理，隔振换算率为负值时，值越低，也会造成振动放大程度越激烈从而影响方向盘的剧烈抖动；

3)收集测点的振动信号：采用PCB三向加速度振动传感器、24位CPCI数据信号采集仪和计算机终端，提前将PCB三向加速度振动传感器吸附于步骤2) 中的测点区并驱使步骤1)建立的卡车模型模拟行驶，通过24位CPCI数据信号采集仪采集三向加速度振动传感器收集到的振动路径上步骤2)中各测点位置的振动数据，报送计算机终端；

4)处理振动信号：将步骤3)收集到的数据按照加权加速度均方根值的计算公式来等效换算按照公式(1)处理：

式中，a_j为中心频率为f_i的1/3倍频程带宽均方根值，w_j为与振动方向及中心频率有关的加权因子，由于振动各测点的振动方向是多方向的，因此将PCB三方向加速度传感器收集的振动加速度数据经过公式(1)处理后放入公式(2)中进一步加权换算，从而得到振动加速度加权全域加权均方根值：

式中，是统计的前后方向振动加速度全域加速度均方根值，为左右方向振动加速度全域加速度均方根值，为上下方向振动加速度全域加速度均方根值；同理，采用公式(1)、公式(2)可得到上述每个测点的振动加速度加权全域加权均方根值；

5)故障区定位：假设某两测点决定的振动区段结构的振动响应性态是由一系列不随时间变化的正态分布随机变量{η}组成，则每一个可随机变量表达式可由公式(3)表示，

其中表示随机变量的平均分量，表示零均值随机分量，可采用区段结构的隔振换算率，即采用振动传递路径上相邻节点位的相对主动端的振动加速度 a_p和被动端振动加速度a_a大小比的相应差值来反映振动的隔振程度：

隔振换算率G为正值时，隔振换算率G越大，则说明某两测点决定的振动区段结构的减振效果越好，隔振换算率越低，某两测点决定的振动区段结构的隔振能力越差；振动隔振换算率为负值，某两测点决定的振动区段结构间的振动是放大的，此时隔振换算率值越小，则放大程度越高，隔振换算率G越大，则说明放大程度越小；

按照最小隔振换算率G的判断原则，确定最终故障区，即将某一a_j+1测点的前后分析区段分为a_ja_j+1小区段和a_j+1a₈大区段，并判断前后隔振换算率的正负，当隔振换算率同为正数时，振动是衰减的，值越小，则说明振动衰减能力差，则提取最小项对应的故障区段；当隔振换算率同为负数时，振动是放大的，值越小，则说明放大的程度越大，则提取最小项对应的故障区段；当隔振换算率同时出现正值和负值时，由于振动放大比振动衰减后果更加严重，优先提取负值隔振换算率对应的故障区段。

判断规则规定流程中的分散振源合成整体而不分散为独自的振动分支流。

本技术方案提出的判断规则规定按照不同的整改实验对象可以适量增加测点数量的安排，增加灵活性，不必严格受传感器数量布置限制。

这种方法能简化现有故障数据分析方法的工作强度和工作量、节省分析人员对故障问题的分析、解决周期。

附图说明

图1为实施例的方法流程示意图；

图2为实施例中多自由度卡车振动传递模型结构示意图；

图3为实施例中轮胎悬架系统中放置于板簧处的三向振动加速度传感器布置示意图；

图4为实施例中车架部件系统中各测点布置示意图；

图5为实施例中转向系统的测点布置图示意图；

图6为实施例中振动主路径的等效传递路径示意图；

图7为实施例中振动传递路径上振动异常结构区段的筛选规则示意图；

图8为实施例中转向盘在结构优化前的振动模态测试图；

图9为实施例中转向盘在结构优化后的振动模态测试图。

图中，1.第一组前轮胎2.第二组前轮胎3.第一组后轮胎4.第二组后轮胎 5.轮胎板簧悬架6.车架7.变速箱8.发动机悬置9.驾驶室悬置10.驾驶室11. 驾驶室座椅12.方向盘13.转向固定支座14.转向机总成15.发动机16.轮胎板簧悬架测点17.前车架测点18.发动机表面对称中心测点19.变速箱表面对称中心测点20.中车架测点21.方向盘正对驾驶员12点方向侧边测点22.方向盘中心测点23.转向固定支座处测点24.驾驶室前围板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。

实施例：

参照图1，一种基于卡车转向振动路径的多源振点等效和故障结构区域的故障区定位方法，包括如下步骤：

1)建立振动传递模型：参考卡车在正常路面上行驶，振动的振源和传递路径的不同，建立多自由度卡车振动传递模型，所述模型包括自下而上顺序连接的第一组前轮胎1、第二组前轮胎2、第一组后轮胎3及第二组后轮胎4及与他们自带的轮胎板簧悬架5铰接成一体的轮胎悬架子系统、车架6和驾驶室10，所述轮胎悬架子系统与车架6通过轮胎板簧悬架5连接，所述车架6中设有变速箱 7和发动机15，所述驾驶室10设有驾驶室座椅11、方向盘12、转向固定支座 13和转向机总成14，车架6通过发动机15上的发动机悬置8和驾驶室10下部的驾驶室悬置9连接，此模型中，F1为第一组前轮胎1受到地面不平度所引起的振动力，F2为第二组前轮胎2受到路面不平度引起的振动力，F3为第一组后轮胎3受到路面不平度引起的振动力，F4为第二组后轮胎4受到的路面不平度引起的振动力，F5为变速箱7传动轴可能引起的共振谐次激振力，F6为发动机 15引起的振动力，由于卡车在行驶过程中路面不平度的作用，第一组前轮胎1、第二组前轮胎2、第一组后轮胎3和第二组后轮胎4会受到对应的与F1、F2、F3、 F4大小相同振动冲激力的作用，此外发动机15产生的振动力F6和变速箱7产生的激振力F5会通过车架6上相应的振动路径按照从下而上的传递方向传递到驾驶室10内的方向盘12上，在此过程中，轮胎板簧悬架5、驾驶室悬置9和发动机悬置8会承担主要的减振作用，如图2所示；

2)测点的等效重排列布置：依据步骤1)所建模型，在传递路径上选取位于每个轮胎板簧悬架5上板簧弯曲最顶端中心位置的测点16为轮胎板簧悬架测点，如图3所示，选取发动机15表面对称中心的测点18、变速箱7表面对称中心测点19、车架6上靠近转向机总成14处的前车架测点17、车架6中部的测点 20为车架测点，如图4所示，方向盘12的正对驾驶员的12点方向侧边上的测点21、方向盘12中心测点22、转向固定支座处测点23为转向系统的测点，如图5所示，转向系统的前部通过驾驶室前围板24与驾驶室10连接为整体，下部通过转向机总成14与车架6固接，以上测点分别记录传递路径上该测点的振动传递情况；

卡车模型模拟高速行驶在平坦的路面上，由于现有技术故障振动排除方法中的传感器布置存在布置测点多，绕线打叉以及易脱落的缺点，因此本实施例提出一种测点简化的方法，基于转向系统的振动传递路径分析，以振动故障源为研究目标，同时以不同转速下卡车转向系统的振动路径上各测点传感器收集的数据为研究变量而有选择性地针对振动传递路径上若干测点进行振点简化和等效，如图 5所示，将现有技术布置方式中的方向盘中心、方向盘正对驾驶员的3点方向和 12点方向的侧边点三点布置按照主路径的传递方向简化为方向盘中心测点布置 22和12点测点布置21，同时因为卡车行驶的路面为平坦路面，发动机和变速箱上振动衰减慢且振型方向较单一的特点，按照主振方向的不同将传统发动机和变速箱的周围多点测点分布为发动机表面的几何中心单点布置18和变速箱几何中心测点19，此外由于左右对称轮胎的振动类型基本一致，且后车轮对于方向盘的振动影响不大，因此将传统车架的双侧前、中，后车架三测点布置简化为由中车架测点20，前车架测点17组成的靠近转向机测的单边测点布置方式，该方式严格按照以方向盘为目标点选择性的简化，从而在减少测点布置的同时满足故障排查需求，避免简化盲目性，

为克服现有技术振动流程路线比较复杂，振动的传递介入损失比较难以量化分析，同时由于转向结构改善空间狭窄且成本较高等难点限制，本实施例将轮胎所受路面不平度引起的多小分支振动流25，变速箱产生的小分支振动流26和发动机产生的多小分支振动流27简化为以方向盘为受振目标，以发动机，变速箱和路面不平度等振源为振动起点的振动传递主路径29而忽略多小分支振动流的影响，将小分支对方向盘的振动传递集中于主振动路径上各测点的等效，如图6 中a₀，a₁，a₂，a₃，a₄，a₅，a₆，a₇分别表示实施例中发动机测点18、变速箱测点19、轮胎板簧悬架测点16、中车架测点20、前车架测点17、转向固定支座测点23、方向盘中心测点22和方向盘正对驾驶员的12点方向侧边点21这8个测点接收的加速度大小，通过将多条振动路径看成未知部分，来调整改变发动机的转速和卡车的路况条件来调节振动的输入量变化，然后实时测取输出部分的振动加速度响应值，

在该振动模型中，由于振动力会通过不同的传递路径传递给响应机构，针对某条振动路径分析，可知其路径上的传递力可表达为：

针对该条传递路径上的某测点的动力方程为：

其中Q_j代表振动路径上振动激振力的损耗系数，便于求解，假设局部某测点的位移响应X为

求解后可得到测点结构的动刚度表达式，即：

所以振动路径上各个测点所代表节点结构的动刚度是与激振频率有关的函数且其刚度值的大小也会伴随频率改变而发生变化，其幅值大小可表示为：

可见区段结构间的动刚度值和质量，阻尼以及静刚度等参数间有一定联系。测点之间由于结构动刚度的不同，因此振动路径上的隔振换算率也会形成一定的差异性，因此当隔振换算率为正值，动刚度越差，即隔振换算率越低时，振动在传递路径中衰减能力也就越弱，方向盘的振动响应程度也越剧烈，同理，隔振换算率为负值时，值越低，也会造成振动放大程度越激烈从而引起方向盘的剧烈抖动；

3)收集测点的振动信号：采用PCB三向加速度振动传感器、24位CPCI数据信号采集仪和计算机终端，提前将PCB三向加速度振动传感器吸附于步骤2) 中的测点区并驱使步骤1)建立的卡车模型模拟行驶，通过24位CPCI数据信号采集仪采集三向加速度振动传感器收集到的振动路径上步骤2)中各测点位置的振动数据，报送计算机终端；

4)处理振动信号：将步骤3)收集到的数据按照加权加速度均方根值的计算公式来等效换算按照公式(1)处理：

式中，a_j为中心频率为f_i的1/3倍频程带宽均方根值；w_j为与振动方向及中心频率有关的加权因子，由于振动各测点的振动方向是多方向的，因此将PCB三方向加速度传感器收集的振动加速度数据经过公式(1)处理后放入公式(2)中进一步加权换算，从而得到振动加速度加权全域加权均方根值：

式中，是统计的前后方向振动加速度全域加速度均方根值，为左右方向振动加速度全域加速度均方根值，为上下方向振动加速度全域加速度均方根值；同理，采用公式(1)、公式(2)可得到上述每个测点的振动加速度加权全域加权均方根值；

5)故障区定位：假设某两测点决定的振动区段结构的振动响应性态是由一系列不随时间变化的正态分布随机变量{η}组成，则每一个可随机变量表达式可由公式(3)表示，

其中表示随机变量的平均分量，表示零均值随机分量，可采用区段结构的隔振换算率，即采用振动传递路径上相邻节点位的相对主动端的振动加速度 a_p和被动端振动加速度a_a大小比的相应差值来反映振动的隔振程度：

隔振换算率G为正值时，隔振换算率G越大，则说明某两测点决定的振动区段结构的减振效果越好，隔振换算率越低，某两测点决定的振动区段结构的隔振能力越差；振动隔振换算率为负值，某两测点决定的振动区段结构间的振动是放大的，此时隔振换算率值越小，则放大程度越高，隔振换算率G越大，则说明放大程度越小；

按照最小隔振换算率G的判断原则，确定最终故障区，即将某一a_j+1测点的前后分析区段分为a_ja_j+1小区段和a_j+1a₈大区段，并判断前后隔振换算率的正负，当隔振换算率同为正数时，振动是衰减的，值越小，则说明振动衰减能力差，则提取最小项对应的故障区段；当隔振换算率同为负数时，振动是放大的，值越小，则说明放大的程度越大，则提取最小项对应的故障区段；当隔振换算率同时出现正值和负值时，由于振动放大比振动衰减后果更加严重，优先提取负值隔振换算率对应的故障区段，如图7所示。

对定位故障区域振动原因分析和优化：

由于卡车的行驶环境，车型的差异性以及系统零件的加工误差造成的零件固有特性的差异性，需要按照环境的不同进一步从样本库中提取最终的故障区段，故障原因分为两类：一类是在平坦路面行驶的平稳环境下的零件和振动源之间发生的频率耦合共振问题；另一类是路面不平度较高的环境下，如驾驶室和车架之间的悬置参数不合格而导致的振动隔振效果差等类似问题，参考以上两类的故障原因，可进一步按照不同的实验环境来选择最合适的振动问题结构区段，并进一步进行优化。

按照本技术方案提出的振点等效原则，降低了卡车的主振动传递路径结构段部件测点布置工作繁杂度，因而大大加快了故障定位速度，最终按照筛选规则最终定位到最优的故障区段，并针对故障段进行结构优化来验证方法的有效性，以某车型的转向系统故障为例，按照本实施例提出的判断规则，最终确定故障区段集中于转向固定支座到转向盘中心点对应的区段，拆卸转向系统相关系统的结构后，发现固定支座的边缘厚度不均，在进过更换同批次的生产车型的标准转向固定支座部件后，方向盘的振动问题得到解决，进一步提取了更换前后的转向系统结构中方向盘中点和驾驶员正对12点方向的侧边测点的模态频率图，如图8和图9所示。

由图9中优化后的一阶的模态固有频率32相对于图8中优化前的一阶固有模态频率30点处偏离程度较大，且30点处对应的振幅下降，优化后的二阶模态固有频率33点处相对于优化前的二阶固有模态频率31点处偏离程度不明显但振动峰值降低程度最大，该试验结果说明了故障原因的准确性，表明本实施例提出的方法可行有效。

Claims (1)

1.一种基于卡车转向振动路径的多源振点等效和故障结构区域的故障区定位方法，其特征是，包括如下步骤：

1)建立振动传递模型：所述模型包括自下而上顺序连接的第一组前轮胎、第二组前轮胎、第一组后轮胎及第二组后轮胎及与他们自带的轮胎板簧悬架铰接成一体的轮胎悬架子系统、车架和驾驶室，所述轮胎悬架子系统与车架通过轮胎板簧悬架连接，所述车架中设有变速箱和发动机，所述驾驶室设有驾驶室座椅、方向盘、转向固定支座和转向机总成，车架通过发动机上的发动机悬置和驾驶室下部的驾驶室悬置连接，模型中，F1为第一组前轮胎受到地面不平度所引起的振动力，F2为第二组前轮胎受到路面不平度引起的振动力，F3为第一组后轮胎受到路面不平度引起的振动力，F4为第二组后轮胎受到的路面不平度引起的振动力，F5为变速箱传动轴可能引起的共振谐次激振力，F6为发动机引起的振动力，第一组前轮胎、第二组前轮胎、第一组后轮胎和第二组后轮胎会受到对应的与F1、F2、F3、F4大小相同振动冲激力的作用，发动机产生的振动力F6和变速箱产生的激振力F5通过车架上相应的振动路径按照从下而上的传递方向传递到驾驶室内的方向盘上，轮胎板簧悬架、驾驶室悬置和发动机悬置承担主要的减振作用；

2)测点的等效重排列布置：依据步骤1)所建模型，在传递路径上选取位于每个轮胎板簧悬架上板簧弯曲最顶端中心位置的测点为轮胎板簧悬架测点，选取发动机表面对称中心的测点、变速箱表面对称中心测点、车架上靠近转向机总成处的前车架测点、车架中部的测点为车架中测点，方向盘的正对驾驶员的12点方向侧边上的测点、方向盘中心测点、转向固定支座处测点为转向系统的测点，转向系统的前部通过驾驶室前围板与驾驶室连接为整体，下部通过转向机总成与车架固接，以上测点分别记录传递路径上该测点的振动传递情况；

3)收集测点的振动信号：采用PCB三向加速度振动传感器、24位CPCI数据信号采集仪和计算机终端，提前将PCB三向加速度振动传感器吸附于步骤2)中的测点区并驱使步骤1)建立的卡车模型模拟行驶，通过24位CPCI数据信号采集仪采集三向加速度振动传感器收集到的振动路径上步骤2)中各测点位置的振动数据，报送计算机终端；

4)处理振动信号：将步骤3)收集到的数据按照加权加速度均方根值的计算公式来等效换算按照公式(1)处理：

式中，a_j为中心频率为f_i的1/3倍频程带宽均方根值，w_j为与振动方向及中心频率有关的加权因子，将PCB三方向加速度传感器收集的振动加速度数据经过公式(1)处理后放入公式(2)中进一步加权换算，从而得到振动加速度加权全域加权均方根值：

式中，是统计的前后方向振动加速度全域加速度均方根值，为左右方向振动加速度全域加速度均方根值，为上下方向振动加速度全域加速度均方根值；同理，采用公式(1)、公式(2)可得到上述每个测点的振动加速度加权全域加权均方根值；

5)故障区定位：假设某两测点决定的振动区段结构的振动响应性态是由一系列不随时间变化的正态分布随机变量{η}组成，则每一个可随机变量表达式可由公式(3)表示，

其中表示随机变量的平均分量，表示零均值随机分量，可采用区段结构的隔振换算率，即采用振动传递路径上相邻节点位的相对主动端的振动加速度a_p和被动端振动加速度a_a大小比的相应差值来反映振动的隔振程度：

按照最小隔振换算率G的判断原则，确定最终故障区，即将某一a_j+1测点的前后分析区段分为a_ja_j+1小区段和a_j+1a₈大区段，并判断前后隔振换算率的正负，当隔振换算率同为正数时，振动是衰减的，值越小，则说明振动衰减能力差，则提取最小项对应的故障区段；当隔振换算率同为负数时，振动是放大的，值越小，则说明放大的程度越大，则提取最小项对应的故障区段；当隔振换算率同时出现正值和负值时，由于振动放大比振动衰减后果更加严重，优先提取负值隔振换算率对应的故障区段。