CN109856044A - 一种非金属材料异响评价方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及材料技术领域，具体为非金属材料主要是橡塑料材料及其制品之间由于相对运动而产生异响的评估方法及其应用。包括如下步骤：（1）汽车内饰部件所用非金属材料信息梳理；（2）内饰部件所用非金属材料类型测试样件制备；（3）非金属材料间摩擦系数测试；（4）根据测试结果，评价非金属材料间异响风险。并且可通过该评价方法建立汽车内饰常用非金属材料间的异响风险数据库，基于异响风险情况指导汽车内饰非金属材料的选择。本发明可以客观、有效的评价汽车用内饰材料异响风险且、易于推广，可服务于多平台、多车型零部件材料的选型。

Description

一种非金属材料异响评价方法及其应用

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体为非金属材料主要是橡塑料材料及其制品之间由于相对运动而产生异响的评估方法及其应用。

背景技术

随着汽车不断普及，汽车已经进入普通家庭，客户在购买汽车时不仅会关注安全和油耗，而且会亲自到实体店真实地体验实车的外观、乘坐舒适性及操控性、产品质感及室内噪声等方面的表现，因此通过汽车精致工艺设计提升汽车产品外观、舒适性、空间及操控给客户良好的第一印象是非常重要的。

精致工艺是指通过人的视觉、触觉、嗅觉和听觉可以直接体验到的感官质量。听觉即驾乘人员在车辆正常驾驶及操作过程中所能感知到的声音，好听的声音能够给人愉悦的感觉，而不好听的声音则使人烦躁不安，对汽车的驾驶感觉也大打折扣。汽车的声音来源有很多，主要可分为以下三类:

一、车辆正常行驶中产生的需要尽量小的声音，如发动机、变速箱及底盘各部件正常运转的声音，外界的风噪、胎噪；

二、车内个功能部件和按钮正常操作时所产生的声音，如电器开关按键和旋钮操作的声音，储物盒和烟灰缸开启关闭的声音；

三、各零部件之间由于相互接触和摩擦而产生的不应该有的声音。如塑料件与塑料件之间、与钣金件之间设计时间隙不合理或者有接触，当车辆运行在颠簸路面或者有外力时由于相对运动造成的一项，这类声音属于不正常的声音，是客户绝对不允许出现的声音。上述三种异响模式，前两种可以通过设计手段进行预防验证。第三种则必须在项目初期材料定义阶段即完成可行性分析，否则都会在后期造成不同程度的设计变更。针对不同部件之间摩擦震动的异响，目前行业现状为:

尚无客观有效的测试和评价方法，主机厂基本都是工程师根据经验来识别，导致出现过度预防和潜在风险无法识别的问题。目前行业内的解决办法为采用特殊的消声材料或者是接触面间增加毛毡、泡棉，目前市面上的消声材料只有苯乙烯类材料，价格昂贵；增加毛毡、泡棉的方式不仅增加成本，还会引起空气质量变差；无论采用哪种无疑都会增加成本。对于未能识别的异响则是需要售后反馈才能发现，影响主机厂的市场口碑，同时给竞争品牌以口舌。

综上所述，如何准确、高效的识别不同材料间摩擦震动异响的风险指数成为本领域技术人员亟需解决的问。

发明内容

本发明提供一种不同材料之间摩擦震动摩擦异响风险评估评价方法，使材料间的异响评估从主观到量化，客观、准确的指导整车零部件材料定义，避免不同部件间摩擦震动异响的发生。具体技术方案如下：包括如下步骤：

（1）汽车内饰部件所用非金属材料信息梳理；

（2）内饰部件所用非金属材料类型测试样件制备；

（3）非金属材料间摩擦系数测试；

（4）根据测试结果，评价非金属材料间异响风险。

进一步的，汽车内饰部件包括仪表台系统、副仪表台系统、门护板系统、立柱系统和座椅系统。

进一步的，测试样件制备为截取汽车内饰部位中平整位置处，其大小满足测试平台对样件的要求。

进一步的，测试平台为Ziegler粘滑试验台。

进一步的，摩擦系数测试针对所述汽车内饰部件中接触间隙在-3mm-2mm的非金属材料间进行；通过汽车内饰中有相互接触的测试样件进行，调整测试平台在不同的接触面负载（如：10N/20N/30N/40N）和运动速度（如：1 mm/s/4 mm/s/6 mm/s/9 mm/s），测试获得相对运动的非金属材料间的动摩擦系数（μ_k）、静摩擦系数（μ_s）以及摩擦系数-时间曲线。

进一步的，根据测试结果计算μ_s/μ_k比值、通过摩擦系数-时间曲线划分非金属材料间的运动模式滑行(SS smooth sliding)、粘滑运动(SSS single stick-slip)或粘滑运(MSS multiple stick-slip)。

进一步的，异响评价方法为：当μs/μk＜2.1且无MSS运动发生则认为无异响风险；当μs/μk＜2.1有MSS运动发生或μs/μk>2.1无MSS运动产均则认为是高异响风险。

本发明还提供一种非金属材料异响评价方法的应用，具体为：根据上述非金属材料异响评价方法，建立汽车内饰常用非金属材料间的异响风险数据库，基于异响风险情况指导汽车内饰非金属材料的选择。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明专利是通过测试不同材料组合间的动、静摩擦系数及运动曲线方法建立起不同材料摩擦震动异响的量化评价指标；

（2）该方法适用范围广，任何两种存在相对的材料均可以采用该方法进行评价；

（3）可以客观、有效的指导车用非金属材料的选用，只需要维护新增材料，任何人均可根据异响风险数据库熟练评估异响风险，非常适合企业应用；

（4）本发明可服务于多平台、多车型零部件材料的选型。

附图说明

图1 本发明评价方法流程；

图2 本发明典型的SS曲线；

图3 本发明典型的SSS曲线；

图4 本发明典型的MSS曲线；

图5 应用实施例的摩擦系数-时间曲线。

具体实施方式

本发明是针对汽车内饰用非金属材料相互运动产生异响无法量化评估的问题而开展，下面结合附图及具体实例进行详细说明。

具体通过如下步骤实现：

步骤S101，根据本公司及行业内汽车零部件用材梳理内饰常用材料清单及存在相互摩擦运动的材料矩阵；

步骤S102，根据S101步骤梳理的材料清单准备对应的满足实验要求的测试样件，测试样件为截取汽车内饰部位中平整位置处，其大小满足测试平台对样件的要求。

步骤S103，对步骤S102所得测试样件进行不同测试样件间的测试，采用Ziegler粘滑试验台，获得动摩擦系数（μk）、静摩擦系数（μs）以及摩擦系数-时间曲线。

步骤S104，根据测试结果计算μ_s/μ_k比值、通过摩擦系数-时间曲线划分非金属材料间的运动模式滑行(SS smooth sliding)、粘滑运动(SSS single stick-slip)或粘滑运(MSS multiple stick-slip)，图2、图3、图4为三种典型异响表现形式；并根据μ_s/μ_k＜2.1且无MSS运动发生为条件，评价测试样件间是否具有异响风险。

利用本评价方法，建立汽车内饰常用不同的非金属材料间的异响风险数据库，基于异响风险情况指导汽车内饰非金属材料的选择。

应用评价方法实例

某车型出风口面板为PC/ABS材料，出风口装饰圈为银色电镀效果，用本发明方法，在20N负载、速度4mm/min条件下进行测试，得到摩擦系数-时间曲线见图5；从附图可知：μs=μk=0.2，μs/μk=1.0，从摩擦系数与时间的运动曲线上看不存在粘滑运动（MSS）行为，是典型的滑动，不存在异响风险。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种非金属材料间异响评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）汽车内饰部件所用非金属材料信息梳理；

（2）内饰部件所用非金属材料类型测试样件制备；

（3）非金属材料间摩擦系数测试；

（4）根据测试结果，评价非金属材料间异响风险。

2.根据权利要求1所述的一种非金属材料异响评价方法，其特征在于：所述的汽车内饰部件包括仪表台系统、副仪表台系统、门护板系统、立柱系统和座椅系统。

3.根据权利要求1所述的一种非金属材料异响评价方法，其特征在于：所述测试样件制备为截取汽车内饰部位中平整位置处，其大小满足测试平台对样件的要求。

4.根据权利要求3所述的一种非金属材料异响评价方法，其特征在于：所述的测试平台为Ziegler粘滑试验台。

5.根据权利要求1所述的一种非金属材料异响评价方法，其特征在于：所述的摩擦系数测试针对所述汽车内饰部件中接触间隙在-3mm-2mm的非金属材料间进行。

6.根据权利要求5所述的一种非金属材料异响评价方法，其特征在于：所述的摩擦系数测试通过汽车内饰中有相互接触的测试样件进行，调整测试平台在不同的接触面负载和运动速度，测试获得相对运动的非金属材料间的动摩擦系数（μ_k）、静摩擦系数（μ_s）以及摩擦系数-时间曲线。

7.根据权利要求6所述的一种非金属材料异响评价方法，其特征在于：根据测试结果计算μ_s/μ_k比值、通过摩擦系数-时间曲线划分非金属材料间的运动模式滑行(SS smoothsliding)、粘滑运动(SSS single stick-slip)或粘滑运(MSS multiple stick-slip)。

8.根据权利要求7所述的一种非金属材料异响评价方法，其特征在于：异响评价方法为：当μs/μk＜2.1且无MSS运动发生则认为无异响风险；当μs/μk＜2.1有MSS运动发生或μs/μk>2.1无MSS运动产均则认为是高异响风险。

9.根据权利要求1所述的一种非金属材料异响评价方法的应用，其特征在于：根据所述非金属材料异响评价方法，建立汽车内饰常用非金属材料间的异响风险数据库，基于异响风险情况指导汽车内饰非金属材料的选择。