模態(tài)試驗中扭轉(zhuǎn)模態(tài)和彎曲模態(tài)的識別方法
【專利摘要】一種模態(tài)試驗中扭轉(zhuǎn)模態(tài)和彎曲模態(tài)的識別方法，其技術(shù)要點是，包括以下步驟：1）在需要測試的汽車TB左右兩側(cè)的車身框架結(jié)構(gòu)剛度較高的位置上對稱設(shè)置若干個輪廓點；2）在車體右側(cè)與防火墻結(jié)合處的前縱梁下端剛度較大的位置通過多點激勵多點響應(yīng)法施加激勵，得到頻率和加速度Z向幅值曲線，模態(tài)振型結(jié)果；3）處理上述曲線將左右兩側(cè)加速度幅值平均曲線相加或相減后取平均值，分別得到合成加速度均值曲線和差值加速度均值曲線；4）結(jié)合模態(tài)振型結(jié)果，當(dāng)合成加速度均值曲線和差值加速度均值曲線同時出現(xiàn)峰值時，識別出相應(yīng)的模態(tài)。解決了現(xiàn)有TB模態(tài)試驗中扭轉(zhuǎn)和彎曲模態(tài)在眾多模態(tài)振型中難以準(zhǔn)確識別的問題。提高了模態(tài)判定的效率和準(zhǔn)確度。
【專利說明】模態(tài)試驗中扭轉(zhuǎn)模態(tài)和彎曲模態(tài)的識別方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及Trimmed Body參數(shù)檢測領(lǐng)域，尤其涉及白車身的模態(tài)參數(shù)識別方法， 具體地說是一種模態(tài)試驗中扭轉(zhuǎn)模態(tài)和彎曲模態(tài)的識別方法。

【背景技術(shù)】
[0002] NVH，即噪聲、振動與聲振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness)的英文縮寫。是 衡量汽車制造質(zhì)量的一個綜合性問題，它給汽車用戶的感受是最直接和最表面的。目前，汽 車乘坐的舒適性和安全性越來越受到人們的重視，而汽車NVH性能的控制在整車開發(fā)過程 中日益重要，提高汽車的NVH性能可提升產(chǎn)品的市場競爭力。模態(tài)分析是NVH性能的基礎(chǔ)， 車身模態(tài)分析目前劃分為幾個層次：零部件模態(tài)、白車身模態(tài)、Trimmed Body (以下稱簡稱 TB)模態(tài)和整車模態(tài)(含發(fā)動機)，隨著這些層次的逐步提高，分析涵蓋的范圍越來越廣，難 度也越來越大。
[0003] TB即將整車從軟連接處(如彈簧、襯套等）斷開，去除動力總成和底盤系統(tǒng)后剩下 的部分，主要包括白車身、門蓋系統(tǒng)、座椅系統(tǒng)、內(nèi)飾系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、副車架和電子電器件 等，能夠較好的反應(yīng)整車狀態(tài)下的車身狀況。白車身模態(tài)性能是研究車身結(jié)構(gòu)NVH性能最 簡單的方法之一，TB的模態(tài)性能可直接反映整車的動態(tài)性能，特別是前幾階模態(tài)頻率的高 低直接影響到整車的NVH性能。通過研究TB模態(tài)性能，不僅可以了解汽車結(jié)構(gòu)在路面上的 共振頻率，還能夠用于各種工況激勵下的聲振傳遞函數(shù)以及舒適性研究，同時對NVH目標(biāo) 分解和設(shè)定有著非常關(guān)鍵的作用，會直接影響到后期的項目規(guī)劃，因此與白車身模態(tài)性能 相比更有意義。目前在模態(tài)試驗中大多采用LMS模態(tài)測試設(shè)備，該測試設(shè)備采用的試驗?zāi)?態(tài)法是以測試頻響函數(shù)矩陣為基礎(chǔ)，根據(jù)測試的頻響函數(shù)矩陣公式或其等效時域脈沖響應(yīng) 函數(shù)，用最小二乘復(fù)指數(shù)法來估計模態(tài)參數(shù)。在汽車系統(tǒng)的NVH目標(biāo)分解和設(shè)定階段，需 要對TB進行模態(tài)試驗，得到其一階彎曲和扭轉(zhuǎn)模態(tài)的頻率值，才能進一步設(shè)定下一系統(tǒng)的 NVH目標(biāo)值。但TB的彎曲和扭轉(zhuǎn)模態(tài)頻率值在眾多的模態(tài)振型中難以識別，有的耦合現(xiàn)象 比較嚴(yán)重，有的則非常相似，可能將彎曲模態(tài)頻率值定義為其它頻率值，從而造成誤認(rèn)，若 發(fā)生在NVH目標(biāo)分解和設(shè)定階段，會造成相當(dāng)嚴(yán)重的后果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種模態(tài)試驗中扭轉(zhuǎn)模態(tài)和彎曲模態(tài)的識別方法，從根本上 解決了現(xiàn)有TB模態(tài)試驗中一階扭轉(zhuǎn)和彎曲模態(tài)在眾多模態(tài)振型中難以準(zhǔn)確識別的問題。 并且提高了模態(tài)判定的效率和準(zhǔn)確度。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：該模態(tài)試驗中扭轉(zhuǎn)模態(tài)和彎曲模態(tài)的識別方法，其 技術(shù)要點是，包括以下步驟： 1) 在需要測試的汽車TB左右兩側(cè)的車身框架結(jié)構(gòu)剛度較高的位置上對稱設(shè)置若干個 輪廓點； 2) 在車體右側(cè)與防火墻結(jié)合處的前縱梁下端剛度較大的位置通過多點激勵多點響應(yīng) 法施加激勵，得到頻率和加速度Z向幅值曲線，模態(tài)振型結(jié)果； 3) 處理上述曲線將左右兩側(cè)加速度幅值平均曲線相加或相減后取平均值，分別得到合 成加速度均值曲線和差值加速度均值曲線； 4) 結(jié)合模態(tài)振型結(jié)果，當(dāng)合成加速度均值曲線和差值加速度均值曲線同時出現(xiàn)峰值 時，識別出相應(yīng)的模態(tài)。
[0006] 優(yōu)選的，對于兩廂車，所述輪廓點左右兩側(cè)車身各設(shè)置12個，對于右側(cè)車身，車身 前縱梁與水箱右立柱結(jié)合處設(shè)置點1，水箱右立柱上端設(shè)置點2,頂棚前端、前風(fēng)擋上端和 車身側(cè)圍外板的結(jié)合處為點3,點3設(shè)置在側(cè)圍外板上，前風(fēng)擋下端和前翼子板結(jié)合處設(shè)置 點4,點4設(shè)置在翼子板上，A柱下側(cè)前車門下端靠近前翼子板處設(shè)置點5, B柱上端與頂棚 24結(jié)合處設(shè)置點6，B柱29下端與門檻結(jié)合處設(shè)置點7,點6和點7分別設(shè)置在B柱上的側(cè) 圍外板區(qū)域上部和下部，C柱與后車門的后角結(jié)合處設(shè)置點8, C柱與頂棚后端結(jié)合處設(shè)置 點9,點8和點9分別設(shè)置在C柱上的側(cè)圍外板區(qū)域前部和后部，C柱下端與車身側(cè)圍外板 26尾部結(jié)合處設(shè)置點10,后車門下端靠近車身側(cè)圍外板后部處設(shè)置點11，后縱梁與后圍板 結(jié)合處設(shè)置點12,點10和點11位于側(cè)圍外板上，點10、點11和點12設(shè)置在車身后端。
[0007] 所述步驟2)中采用LMS SCADAS 310系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)。
[0008] 所述步驟2)中頻率、加速度Z向幅值曲線由LMS Test. Lab分析得到。
[0009] 本發(fā)明具有的優(yōu)點及積極的技術(shù)效果是：在汽車TB模態(tài)試驗中，分別在其左右兩 側(cè)對稱設(shè)置若干代表車身結(jié)構(gòu)的輪廓點，通過在右側(cè)與防火墻結(jié)合處的前縱梁下端剛度較 大的位置施加激勵，得到這些點的加速度Z向幅值曲線，經(jīng)處理后得到合成加速度均值曲 線和差值加速度均值曲線。結(jié)合試驗得到的模態(tài)振型結(jié)果，對合成加速度均值曲線和差值 加速度均值曲線進行分析，作為模態(tài)振型試驗結(jié)果的輔助檢測手段，便可直觀準(zhǔn)確地找到 該TB -階彎曲和扭轉(zhuǎn)模態(tài)的頻率值。并且可在局部模態(tài)較多、扭轉(zhuǎn)模態(tài)和彎曲模態(tài)耦合比 較嚴(yán)重的情況下判斷主要模態(tài)，提高判斷的準(zhǔn)確性和檢測的效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1是兩廂車TB的其中一側(cè)取點位置示意圖。
[0011] 圖2是圖1的車身結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖3是經(jīng)處理后得到的合成加速度均值曲線和差值加速度均值曲線示意圖。
[0013] 附圖標(biāo)記說明：1-12為在TB右側(cè)的取點、20防火墻、21前縱梁、22水箱右立柱、 23A柱、24頂棚、25前風(fēng)擋、26車身側(cè)圍外板、27前翼子板、28前車門、29B柱、30門檻、31C 柱、32后車門、33后縱梁、34后圍板。

【具體實施方式】
[0014] 以下結(jié)合圖廣3,通過具體實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的內(nèi)容。
[0015] 1)選點位置： 如圖1所示，在汽車TB左右兩側(cè)對稱選取12個代表車身結(jié)構(gòu)的輪廓點，這些點應(yīng)在車 身框架結(jié)構(gòu)剛度較大的位置，相應(yīng)的車身結(jié)構(gòu)如圖2所示。為了便于查看，僅顯示白車身和 門蓋系統(tǒng)狀態(tài)下的取點示意圖。在車身前端取點1和點2,點1為車身前縱梁21與水箱右 立柱22結(jié)合處，點2為水箱右立柱22上端；在A柱23上中下各取點3、點4和點5,點3為 頂棚24前端、前風(fēng)擋25上端和車身側(cè)圍外板26的結(jié)合處，點4為前風(fēng)擋25下端和前翼子 板27結(jié)合處，點3和點4分別位于側(cè)圍外板26和前翼子板27上，點5為A柱23下側(cè)前車 門28下端靠近前翼子板27處；在B柱29上的側(cè)圍外板26區(qū)域上下各取點6和點7,點6 為B柱29上端與頂棚24結(jié)合處，點7為B柱29下端與門檻30結(jié)合處；在C柱31上的側(cè) 圍外板26區(qū)域前后取點8和點9,點8為C柱31與后車門32的后角結(jié)合處，點9為C柱31 與頂棚24后端結(jié)合處；在車身后端取點10、點11和點12,點10為C柱31下端與車身側(cè)圍 外板26尾部結(jié)合處，點11為后車門32下端靠近車身側(cè)圍外板26后部處，并且點10和點 11位于側(cè)圍外板26上，點12位于后縱梁33與后圍板34結(jié)合處。
[0016] 2)采集系統(tǒng)及檢測環(huán)境： 采用11^304043 310多功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和11^1'^丨.1^13軟件，在右側(cè)與防火墻20 結(jié)合處的前縱梁21下端剛度較大的位置通過多點激勵多點響應(yīng)法（ΜΙΜΟ)施加激勵。試驗 過程中采用模態(tài)置信準(zhǔn)則（以下簡稱MAC)和模態(tài)復(fù)雜性進行模態(tài)參數(shù)辨識結(jié)果驗證。MAC 要求描述同一模態(tài)的兩個向量，其MAC值應(yīng)當(dāng)接近于1 ;描述不同模態(tài)的兩個向量之MAC值 一般應(yīng)< 10% ;模態(tài)復(fù)雜性要求模態(tài)相位共線性的數(shù)值要接近1，平均相位偏移低于15°。 3)結(jié)果分析： 試驗?zāi)B(tài)結(jié)果如下表所示，該結(jié)果的測定方法屬于現(xiàn)有技術(shù)范疇，不再詳細(xì)陳述。
[0017] 表1試驗?zāi)B(tài)結(jié)果

【權(quán)利要求】
1. 一種模態(tài)試驗中扭轉(zhuǎn)模態(tài)和彎曲模態(tài)的識別方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 在需要測試的汽車TB左右兩側(cè)的車身框架結(jié)構(gòu)剛度較高的位置上對稱設(shè)置若干個 輪廓點； 2) 在車體右側(cè)與防火墻結(jié)合處的前縱梁下端剛度較大的位置通過多點激勵多點響應(yīng) 法施加激勵，得到頻率和加速度Z向幅值曲線，模態(tài)振型結(jié)果； 3) 處理上述曲線將左右兩側(cè)加速度幅值平均曲線相加或相減后取平均值，分別得到合 成加速度均值曲線和差值加速度均值曲線； 4) 結(jié)合模態(tài)振型結(jié)果，當(dāng)合成加速度均值曲線和差值加速度均值曲線同時出現(xiàn)峰值 時，識別出相應(yīng)的模態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模態(tài)試驗中扭轉(zhuǎn)模態(tài)和彎曲模態(tài)的識別方法，其特征在于： 所述輪廓點左右兩側(cè)車身各設(shè)置12個，對于右側(cè)車身，車身前縱梁（21)與水箱右立柱（22) 結(jié)合處設(shè)置點（1)，水箱右立柱（22)上端設(shè)置點（2)，頂棚（24)前端、前風(fēng)擋（25)上端和車 身側(cè)圍外板（26)的結(jié)合處為點（3)，點（3)設(shè)置在側(cè)圍外板（26)上，前風(fēng)擋（25)下端和前 翼子板（27)結(jié)合處設(shè)置點（4)，點（4)設(shè)置在翼子板（27)上，A柱（23)下側(cè)前車門（28)下 端靠近前翼子板（27 )處設(shè)置點（5 )，B柱（29 )上端與頂棚（24 )結(jié)合處設(shè)置點（6 )，B柱（29 ) 下端與門檻（30)結(jié)合處設(shè)置點（7)，點（6)和點（7)分別設(shè)置在B柱（29)上的側(cè)圍外板（26) 區(qū)域上部和下部，C柱（31)與后車門（32)的后角結(jié)合處設(shè)置點（8)，C柱（31)與頂棚（24) 后端結(jié)合處設(shè)置點（9)，點（8)和點（9)分別設(shè)置在C柱（31)上的側(cè)圍外板（26)區(qū)域前部 和后部，C柱（31)下端與車身側(cè)圍外板26尾部結(jié)合處設(shè)置點（10)，后車門（32)下端靠近 車身側(cè)圍外板（26)后部處設(shè)置點（11)，后縱梁（33)與后圍板（34)結(jié)合處設(shè)置點（12)，點 (10 )和點（11)位于側(cè)圍外板（26 )上，點（10 )、點（11)和點（12 )設(shè)置在車身后端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模態(tài)試驗中扭轉(zhuǎn)模態(tài)和彎曲模態(tài)的識別方法，其特征在 于：所述步驟2)中采用LMS SCADAS 310系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的模態(tài)試驗中扭轉(zhuǎn)模態(tài)和彎曲模態(tài)的識別方法，其特征在于： 所述步驟2)中頻率、加速度Z向幅值曲線由LMS Test. Lab分析得到。
【文檔編號】G01M17/007GK104266844SQ201410486539
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】藍(lán)浩倫, 李飛, 喬鑫, 孔繁華, 鄧?yán)? 張曉維 申請人:華晨汽車集團控股有限公司