某載貨車駕駛室的振動加速度數據采集及分析

郭 偉

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

設計研究

某載貨車駕駛室的振動加速度數據采集及分析

郭 偉

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

本文通過在某載貨汽車上布置加速度傳感器， 完成駕駛室道路載荷譜的振動數據采集工作，并分析其統計特性，為駕駛室的道路模擬試驗提供基礎數據。

道路載荷譜；數據采集；道路模擬試驗；加速度

CLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2014)10-21-04

1、概述

目前越來越多的汽車生產廠家開始使用道路模擬技術，將整車道路試驗搬到試驗臺進行。道路模擬是在試驗室內通過對試驗臺架參數進行精確控制，再現車輛在實際道路運行狀態下的樣車對地面激勵響應情況。我們進行駕駛室振動數據采集，所關注的焦點是源于車輪受路面激勵而作用在車輛上載荷，獲得的數據作為試驗臺的目標載荷。

2、試驗目的

在某載貨汽車懸置上下布置加速度傳感器，并在某汽車試驗場綜合路上進試驗，采集駕駛室在各種路面的振動道路譜，研究駕駛室的振動情況。將采集的道路譜進行統計分析，為駕駛室臺架試驗做數據積累，為駕駛室道路模擬試驗做基礎。

3、試驗主要設備

硬 件：LMS 數采儀、工作電腦、逆變器或車載電源等

軟 件：LMS Test.Lab

傳感器：PCB加速度傳感器

4、試驗對象

一臺裝備齊全，且經過磨合，車況良好樣車，該車按照樣車使用標準加滿燃料，使輪胎氣壓達到廠定壓力，并放置好配重。

表4-1 樣車載荷分配

5、儀器設備的安裝和傳感器的布置

試驗測點的選擇：根據駕駛室在車架上的固定方式，該駕駛室在車架上4點懸置固定，道路激勵由車架通過4個懸置傳遞給駕駛室，且車架此位置的剛度較大，獲得數據會好一些，同時還避免了橡膠件的非線性干擾。

同時還應采集駕駛室與懸置的連接點作為道路模擬時的監測控制點，監測控制測點是用來檢測道路模擬實驗臺迭代后生成的加載譜進行道路模擬的精確度的，在臺架上模擬路

面振動時應在監測點處得到與實際路面載荷譜盡可能一致的響應。

表5-1 測點位置表

備注：在道路模擬臺架試驗時，傳感器的測點應與整車道路試驗中的測點一致。

6、采集工況

本次試驗選在某汽車試驗場進行，為了使獲得的道路載荷歷程具有典型性、概括性和集中性，試驗的路面必須具有代表性，且盡可能使統計上會發生的重要事件以充分地體現，我們選取了8種路面進行駕駛采集， 采集路面及行駛規范見表：

表6-1 采集路面及行駛規范表

7、數據編輯和處理分析

7.1 加速度信號預處理

使用tecware軟件進行對加速度信號的統計分析，需要對信號進行預處理，如裁剪、去漂移、去尖峰以及濾波等，處理時編輯窗口需對所有的數據通道進行處理，以保證各通道信號的原始相位關系保持一致。

7.2 用傅里葉低通濾波，消除50Hz以上的高頻成分。因為此部分的振動對汽車的強度和耐久性影響非常小。

7-4加速度信號統計分析對振動信號的分析，數理統計是一個重要的手段，通過考察信號的統計特征，可以觀察到信號的分布情況，從中總結出汽車對路面振動的響應規律，從而在以后的設計中可以針對統計規律設計更合理的結構，提高汽車的使用壽命和可靠性。經過預處理后的信號按照最小值、最大值、平均值、有效值（均方根值）、標準差以及方差等六個統計特征來進行統計。有效值，信號平均能力的一

種表達，反映信號的強度或平均功率。平均值，反映信號變化的中心趨勢。方差，反映了信號繞均值的波動程度，其正平方根稱為標準差。其結果如下表所示：

表7-1 駕駛室右側后懸下方與車架固定處加速度統計

表7-2 駕駛室右側后懸上方與駕駛室固定處加速度統計

表7-3 駕駛室右側后懸下方與車架固定處加速度統計

表7-4 駕駛室右側前懸上方與駕駛室固定處加速度統計

表7-5 駕駛室左側后懸下方與車架固定處加速度統計

表7-6 駕駛室左側后懸上方與駕駛室固定處加速度統計

表7-7 駕駛室左側前懸上方與駕駛室固定處加速度統計

表7-8 駕駛室左側前懸下方與車架固定處加速度統計

從統計結果發現， 駕駛室懸置處的加速度大的路面是塊石路與搓板路，說明這兩種路面比較顛簸，樣車的駕駛室在這兩種路面上的振動大。

8、總結

本次試驗數據采集在汽車試驗場綜合路進行，共測量了駕駛室懸置上下8個加速度振動情況。通過此次試驗，掌握使用LMS數據采集儀的使用,數據采集的方法,及使用TecWare分析軟件進行加速度數據處理分析，統計分析得到駕駛室在試驗場的加速度振動載荷特征，并為后續在道路模擬試驗臺上再現駕駛室在試驗試驗場行駛情況進行了數據準備。

[1]王霄鋒 汽車可靠性工程基礎[M]北京： 清華大學出版社 2007.

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Vibration acceleration data acquisition and analysis of a truck cab

Guo wei
(Shaanxi Heavy Duty Automobile Co., Ltd., Shaanxi Xi′an 710200)

Through the arrangement of the acceleration sensor on a truck, complete the work of the vibration data acquisition of the cab road load spectrum, and analysis its statistical characteristics, and provide basic data as the cab road simulation test.

road load spectrum；data acquisition；road simulation test；acceleration

U463.8

A

1671-7988(2014)10-21-04

郭偉，就職于陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院。