淺析振動(dòng)試驗(yàn)在某商用車前格柵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

丘云燕，屈明生

(東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西柳州 545000)

淺析振動(dòng)試驗(yàn)在某商用車前格柵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

丘云燕，屈明生

(東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西柳州 545000)

汽車零部件可靠性是汽車產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo)。由于商用車行駛道路復(fù)雜多變，前格柵的材料屬性和安裝位置決定了它對(duì)抗振性能要求更高。對(duì)某商用車前格柵結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行前格柵結(jié)構(gòu)改進(jìn)，以提高產(chǎn)品的可靠性。

振動(dòng)試驗(yàn)；商用車；前格柵；結(jié)構(gòu)改進(jìn)

0 引言

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，汽車用戶對(duì)產(chǎn)品的要求越來(lái)越高,包括對(duì)外觀造型和品質(zhì)可靠的追求。商用車發(fā)動(dòng)機(jī)罩上的前格柵相當(dāng)于商用車的嘴和鼻子，除了影響到商用車的臉部外觀形象，而且還起到給發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)風(fēng)及散熱的作用。故設(shè)計(jì)出一款既美觀又可靠的前格柵在商用車產(chǎn)品設(shè)計(jì)中顯得尤為重要。文中通過(guò)振動(dòng)試驗(yàn)對(duì)商用車前格柵結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析及改進(jìn)。

1 振動(dòng)試驗(yàn)的重要性

由于汽車長(zhǎng)期在公路上行駛，所行駛道路復(fù)雜多變，對(duì)汽車各零部件的振動(dòng)性能提出了很高的要求。商用車前格柵為安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)罩上的塑料件，其材料屬性及安裝位置導(dǎo)致車輛在行駛過(guò)程中容易出現(xiàn)振動(dòng)較大導(dǎo)致前格柵開(kāi)裂的故障現(xiàn)象。故在汽車研發(fā)期間，需對(duì)前格柵的結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)驗(yàn)證，即使用振動(dòng)測(cè)試設(shè)備模擬產(chǎn)品在運(yùn)輸、安裝及使用環(huán)境下可能會(huì)遭遇到的各種振動(dòng)環(huán)境，以此驗(yàn)證產(chǎn)品承受各種環(huán)境振動(dòng)的能力是否滿足使用要求。

2 振動(dòng)試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)設(shè)備的選擇

振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備必須是經(jīng)計(jì)量檢定合格的滿足試驗(yàn)要求的設(shè)備。此次試驗(yàn)設(shè)備(見(jiàn)圖1)型號(hào)：ES-180-650，主要技術(shù)參數(shù)如下：

振動(dòng)頻率范圍：2～2 200 Hz；

正弦、隨機(jī)激振力：180 kN；

額定隨機(jī)推力：14.7 kN(RMS)；

最大加速度：1 000 m/s2；

最大位移：51 mm(峰峰值)；

最大速度：2.5 m/s；

最大載質(zhì)量：2 000 kg。

2.2 振動(dòng)試驗(yàn)條件的選擇

按前文參照日本汽車工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS D1601-1995《汽車零部件振動(dòng)試驗(yàn)方法》及東風(fēng)柳州汽車有限公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/LQB C-93-201《汽車零件振動(dòng)試驗(yàn)方法》，商用車前格柵按汽車種類分類屬于第3種貨車系列，按安裝方式分類屬于安裝在B種車體發(fā)動(dòng)機(jī)室上，且一般商用車駕駛室上的零部件按階段45試驗(yàn)條件進(jìn)行試驗(yàn)。

共振點(diǎn)檢測(cè)試驗(yàn)條件如表1所示。定頻振動(dòng)試驗(yàn)條件。無(wú)共振時(shí),按表2所示的試驗(yàn)條件進(jìn)行定頻振動(dòng)試驗(yàn)。有共振時(shí)，按表3所示的試驗(yàn)條件進(jìn)行定頻振動(dòng)試驗(yàn)。各振頻率對(duì)應(yīng)的振幅曲線如圖2所示。

表1 共振點(diǎn)檢測(cè)試驗(yàn)條件

表2 無(wú)共振時(shí)定頻振動(dòng)試驗(yàn)條件

表3 有共振時(shí)定頻振動(dòng)試驗(yàn)條件

2.3 振動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程

將前格柵按照實(shí)車狀態(tài)安裝至發(fā)動(dòng)機(jī)罩上，再將發(fā)動(dòng)機(jī)罩安裝至振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，加速度主控制傳感器粘貼在振動(dòng)臺(tái)體上，監(jiān)控傳感器粘貼到樣件上。

2.3.1 共振點(diǎn)檢測(cè)試驗(yàn)

按表1所示條件進(jìn)行共振點(diǎn)檢測(cè)試驗(yàn)，試驗(yàn)曲線見(jiàn)圖3。

從振動(dòng)試驗(yàn)曲線清楚地看到：前格柵在上下方向共振頻率為17.8 Hz，前后方向共振頻率為15.2 Hz，左右方向共振頻率為17.7 Hz。

2.3.2 定頻振動(dòng)試驗(yàn)

根據(jù)圖3所示曲線，查找前格柵在上下方向共振點(diǎn)17.8 Hz、前后方向共振點(diǎn)15.2 Hz、左右方向共振點(diǎn)17.7 Hz對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)振幅為2.2 mm,故定頻試驗(yàn)按表4所示的試驗(yàn)條件進(jìn)行。

表4 最終確定的定頻試驗(yàn)條件

2.4 試驗(yàn)結(jié)果分析

振動(dòng)試驗(yàn)完成后，對(duì)樣件進(jìn)行拆解分析，發(fā)現(xiàn)前格柵本體邊沿存在輕微裂縫，詳見(jiàn)圖4。

3 前格柵結(jié)構(gòu)改進(jìn)及驗(yàn)證

通過(guò)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程的觀察及試驗(yàn)結(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)前格柵本體強(qiáng)度不夠，在振動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中晃動(dòng)較大，容易產(chǎn)生開(kāi)裂現(xiàn)象。細(xì)節(jié)決定品質(zhì)，作者通過(guò)對(duì)前格柵本體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，決定在前格柵本體上增加加強(qiáng)筋，改進(jìn)設(shè)計(jì)見(jiàn)圖5。

前格柵結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，作者按第2節(jié)所述實(shí)驗(yàn)方法對(duì)改進(jìn)件進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)完成后發(fā)現(xiàn)前格柵本體并未出現(xiàn)開(kāi)裂等質(zhì)量故障，試驗(yàn)結(jié)果符合技術(shù)要求。

前格柵結(jié)構(gòu)改進(jìn)件通過(guò)振動(dòng)試驗(yàn)后，仍需繼續(xù)進(jìn)行其他臺(tái)架試驗(yàn)和整車路試，文中就不一一論述。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)商用車前格柵進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)，得出以下結(jié)論：

(1)汽車零部件振動(dòng)試驗(yàn)是產(chǎn)品品質(zhì)驗(yàn)證的重要手段，建議在汽車研發(fā)期間盡可能對(duì)汽車零部件進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)，提高產(chǎn)品可靠性。

(2)進(jìn)行汽車零部件振動(dòng)試驗(yàn)必須盡可能模擬實(shí)車狀態(tài)，選擇合理的振動(dòng)試驗(yàn)條件，才能使試驗(yàn)數(shù)據(jù)更具有實(shí)際參考意義。

(3)對(duì)于前格柵等塑料殼體件，在實(shí)際使用過(guò)程中，振動(dòng)較為劇烈，甚至容易產(chǎn)生共振現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)時(shí)可考慮利用加強(qiáng)筋加固結(jié)構(gòu)。

【1】劉道標(biāo)，宦海祥.振動(dòng)試驗(yàn)方法的研究及發(fā)展趨勢(shì)[J].環(huán)境技術(shù),2006,24(3):21-25.

【2】房熠澤.汽車塑料零部件設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D].南京:南京理工大學(xué),2005.

【3】李奇志.環(huán)境振動(dòng)試驗(yàn)若干技術(shù)研究[D].南京:南京航空航天大學(xué),2013.

Application of Vibration Test on the Structure Design of a Commercial Vehicle Front Grille

QIU Yunyan, QU Mingsheng
(Dongfeng Liuzhou Motor Co., Ltd., Liuzhou Guangxi 545000,China)

Automobile parts’ reliability is the important indicator of automobile product quality.Due to the complex driving road, the commercial vehicle front grille’ material properties and installation position determine high requirement to its vibration resistant performance. Taking a commercial vehicle front grille as object, vibration tests were made, the structure was improved according to the analysis results.Then the product reliability is improved.

Vibration test; Commercial vehicle; Front grille; Structure improvement

2016-05-27

丘云燕(1986—)，女，本科，主要負(fù)責(zé)汽車零部件試驗(yàn)工作。E-mail：jingyun1113@163.com。

U467.1+2

A

1674-1986(2016)06-036-03