技术专栏／上ｅｃｃｈ ｎｍｉｃａ ｌ 振动测试技术和仿真分析技术在耐久振动试验中的应用 史晓雯 ，姜震 （１．上海苏试众博环境试验技术有限公司，上海２０１１１４； ２．联合汽车电子有限公司，上海２０１１２０） 摘要：振动测试试验和仿真分析是研究设备运行可靠性和耐久性能的重要手段，本文旨在以巴士空调的结构可靠性和 耐久性能考核为例结合仿真试验技术与振动测试分析技术进行一些探讨性的研究。对如何更有效更具针对性的完成振 动分析试验和设备可靠性验证进行一些实践探索。 关键词：振动试验分析；空调振动；振动测试技术 中图分类号：ＴＶ３２＋３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—７２０４（２０１８）０２—００７３—０４ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｄｕｒａｂｌｅ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔ ＳＨＩ Ｘｉａｏ—ｗｅｎ ，ＪＩＡＮＧ Ｚｈｅｎ （１．Ｓｈａｎｇｈａｉ ＳＵＳＨＩ Ｚｈｏｎ【ｇｂｏ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１ １１４； ２．Ｕｎｉｔｅｄ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１ １２０） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉＳ ａｒｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｄｕｒａｂｉ１ｉｔｙ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．ＴｈｉＳ ｐａｐｅｒ ｔａｋｅｓ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｄｕｒａｂｉ１ｉｔｙ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｂｕｓ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ．ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｓｏｍｅ ｅｘｐｌｏｒａｔｏｒｙ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｓｏｍｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｉＳ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉ Ｓ ｔｅｓｔｓ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｒｅｌｉａｂｉ１ｉｔｙ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍｏｒｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ａｎａｌｙｓｉ Ｓ：ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ：ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｅｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 引言 随着生产制造技术的不断发展，对运行环境始终处 于振动状态的设备的振动状况的研究日渐引起各行各业 统振动测试进行振动测试和信号分析。而辅助以仿真计 算，可以在进行试验之前对试验对象的特征有更好的了 解，实验前就能够掌握机组上更具风险的部位，更有针 对性更快速高效的实现振动测试的目的。 的高度重视，振动是影响设备可靠性和寿命周期的一个 重要因素，巴士空调作为安装在大型载客汽车顶部的工 作部件，其运行环境更是长期处在由于路面不平整，车 １仿真计算 １．１模态计算 在进行振动试验之前，为了对试件能够有一个基本 速和运动方向改变，空调工作部件激励车轮、动力传输 系统不平衡质量所产生的整体和局部强烈振动中。因此 对巴士空调机组进行振动测试以评估其可靠性和耐久寿 命是非常必要的一种手段。 要研究巴士空调设备的振动及动态特性问题，考核 的了解，有针对性的进行振动试验，在试验前需要先进 行仿真计算以便对传感器的布点进行指导。仿真计算的 依据为试件模型和试验目的。振动测试的目的有两个， 一空调设备适应振动与运行环境的关系，要对巴士空调系 是考核框架的耐久能力，二是考核部件的耐久能力。 ７３环境技术／Ｅｎｖｌｒ０ｎｍｅｎｔａｌ Ｔｅｃｈｎ。１ ｏｇｙ ｅ上ｃｃ ｈｎ ｉｃ ａｌ／技术专栏 卡【 架的考核＿。般迎过Ｊ ｆ１ｉ疲 累计进行评仆，Ｉ 作鄙 位 什的考核 收址迎过 验过程 ｌ ｆｔ￣ｊ］ｉｉ１速度变化 】能 常 作进ｉ＿ｎ、 ｉ 从琐念分析的 的变形较人， ．＿ｆ『以行 Ｈ． 刑：班Ｉ｝ｌ赝 引起 部什能禽Ｉ 作足削 ｝咐，人ｉＪ弋岭址 迎 料捉 进ｆ 仿 计ｌ －步，址对婴进 试验的 什进 ＆ｌ 仆 ｆ 缱懊，为了抛Ｉ１ 般 坝效率，将 什机组简化 ， 将 机、冷凝 、 ．Ｉ’： Ｊ：作 ５仆等效 ｆＪ１ 【的框架 ．部分 成，燕发器部分 ｌＪＪ匝ｌｊ｝ 乃玻墒 竹 匝．冷凝 部分 拨 为小锈剐材质，朋部分埘过螺伦适 缱完模 之 ．进ｆ ｒ模怠汁算，分忻 啐 范…ｆ）～ ｌＯ０ ＨｚＩ￣］的模念振， ， 口Ｊ‘能Ｉｔｊ观坡夫力Ｉｌ述Ｊ业峰 的 图 Ｆｔ ｑｕｅｎｃＭ：９０．５８６ Ｈｚ Ｕｎｉｔ：ｍ ． Ｉ Ｕ…ｅｑｕｅｎ￣ｒ ∞，４５ ７ Ｈ ｎｌｔ：ｍ… … ２０ｌ７／１１／？１６：５８ ··－． 圜 ＯＳｌ０５４ ．Ｏ ４６７３ Ｏ．３８２ｑ１ 二 ０．Ｏ３１９０９ ２５５２７ ．｝ 圈— －Ｏ 冉Ｓ４８２ ８７６９８ №ｘ Ｊ＿ ｝ — 二蝴 一 一 ０ ３０４９９ ０ ２４３９９ ０ｌ８２９９ ● ＿ ＿ ｌｌ ＿ ｌ暑－ ０．ｉ０ ６２７３６８４ｉ ８ —— Ｏ．１９ｉ４５ ＯＭ ＯＭ ＿ ０．ｉ ２１９９ ０１０６０９９７ －● Ｉ ｌ， ｒ Ｉ｛ Ｉ ｌＩ ㈨ｌｊ ｊ＝＿ｆＩ转 ｌｌ『ＨＪ Ｊ 川Ｊ’ 技术专栏／上 ｅｃｈ ｎ ｉｃｍａ］ 过的正。 怀准，Ｉ＿ｋｌ此试验过 －『ｌ Ｉ 作部什ｆ 鄙 破 的关汁部化安装传感器、 ２．２试验控制谱 传感 ，以慨控 抓动水 ，计脱祭结构址 坏 耐久试验果『Ｉ１的 随机谱控制，Ｊ‘浊．随机 １＿２应力计算 Ｊ’咏 在长期的空州 ｝ ；ｌｉ０造过 ｆ 采 优化 劁的 效 ｝｝ 试什随十Ｊ【咐久 验Ｉ １０条什 Ｆ 所爪： 『Ｊ 暖通｛ 业 家汁聊： 的，Ｊ‘法邯址宋ｆ｛ｌ】 谱～整个试验过程等效于２５０ ０００～３００ ０００ ｋｍ［＇ｌ 】 设仃驶 程一 Ｃ—Ｉ ｎｄ分析法，迎过¨ 条什的 碱求汁铆：ｆ、 力． ２．３试验流程 这科 计 ，Ｊ’ 简他｝ｊ＿【ｌＪ’锘性离 样的ｊＪＩ】速度 验条 试验过程的 ·步 埘发 成的 什岐火ｊ ０ 件， ０ Ｉｌｚ） ： 的１ 移足坡人的，这 汁＾１：比较 、 咧有频率进 准１＝：；＝ ，样· 』支火儿 没汁过 ｌｆ ｌ，ｆＩ【发 成的系统 有充分的发 余 仿 得 ０Ｉ均上Ｉ 人Ｊ、 ，Ｊｆ“ｆＵ Ｊ、 Ｊ Ｊ’效 均分＂ｌＪ／卜ｊ 破 坏 度 疲劳强度的ｌ０％， 此机 构绝埘＿１ｊ‘｛ｌ ，小 际 经通过仿爽方法进仃过没 寸 结构情况较为复杂，所以 试验之 发装 成之Ｊ ，． 仔 风险 为＿ｒ提高试验效率，降低试验成小， 测试中小不需 鹰 测点 ０．：｛ｄ ｇ ０．４５６ ｇ ２耐久测试试验 ２．１试验样品 试验所他Ｈｊ的试件为川Ｉ ｆ振动＇＝』ｌ！ＪＪ试的 Ｊ 生产版本的眦 将参照迎过试验的测试样什的 ”什， ，确 保耐久试验的结粜埘牛产的指 作ＪＩＪ、 接件连接剑振动台失Ｈ 发装力‘』 ，帧拟 Ｉ７．的 农１ 臆 九１饽 ｛｝ ．ｆ，０匙 什他川铁｝蕊连 使川ｔ等川丁ｙ ： Ｉ＾实际ｌ 作的 运ｆ 况 卡Ｉ！念 ： 刮 ７５环境技术 Ｉ…ｎｌ『 ｌ再进行一次检查，排除 安装操作对试验造成的影 响。在５～８５ ｔｆｚ的范同内识别夹具对输入激励的响应 盘ｌ】粜发现安装完成的整体系统ｌ占ｌ有频率在５～８５ Ｈｚ范ｌ韦］ ｌ土Ｊ．则通过增加阻尼、修改央具配重、安装 式，乃至 修改夹具结构的方＝１．Ｉ＝来进行凋整以减小响啦、 完成上述步骤之后，继续进行产 『１激励对试验系 统的影响，榆查冷凝风 、，ｊ达在］ 作运行工况下埘系 统的激肋情况 任确保以 ＿姒ｊ项对系统均无不利影响的情况下，将 机组管道使川氯 充压至１００ ｐｓｉｇ，将机组接通调试 正 常 作状况，许在试验过程中定时检 倚道气压和机组 运行状况足 ＩＩ 常＝． 试验按ｊ！ｆ｛先乖向然 弭横向最后纵向的次序进 ． 据实际经验和仿真结果 向为机组运行过程中响Ｊ、 最 人的方向， 次是横向（左行方向），敝按照这样的试 ～～ 一 ～ ：一一……’…一一…… …一一……；～一。。 …一 ２试验其中一个方向的控制谱曲线 图：｛试验中部分化感器采集到的试验数据 ｅｃ上ｃ。ｈ ｎ ｉｃａ ｌ／ 验次序进｛ 试验，在每个 ’向的酞验通过，榆 Ｉｊ：道气 ，运行状况没有异常，外观没仃町 破坏的悄况下冉 进行下…一方向的试验 ． 存在片常的情况ｒ心停止试验， 求响心 验情 况，并判断造成机组试验失效的 ，在不是 机组小 身原因造成试验失效的情况下，恢复机组试验条什， 继续试验。因机组本身原Ｉ 造成的试验失效，则心视为 机组未能通过试验。 ３试验结论 从试验采集列的ｆｆｌｌ线及试验 埘饥纰管道 爪运仃 状况及外观俭查的情况来看，￣３Ｌｌｆｔ通过ｒ耐久振动试验 考核，从各传感器采集到的数据【Ｉ『以再ｆ 试什 试验 ｆｌ倚载的分布情况 仿 结果给…的结沦也比较ｌ几 ， 所以使川仿真计算的力‘法）｝∈指导耐久振动试验以 快速 高效的实现对试件振动耐久试验的 赴＿１『靠的 厂———————— 参考文献： 【１】王强，陈明随机振动仿真分析 光电技术应用，２００９， ２４（５）：７７—８０ ［２】王殿鹏 张超群 王桂龙基于频谱技术的某客车振动测试分析 【ＪＪ农业装备与车辆工程，２０１３．５１（８）６—９ 【３】朱元夫结构振动试验计算仿真与相关分析【Ｃ］，中国宇航学会结 构强度与环境工程专委会航天空间环境工程信息网学术讨论会２００５． 【４】赵峰应用测试与仿真方法对水泵机组振动诊断［Ｊ】噪声与振动控 制 ２０１ ６ ３６（５）：Ｉ５５ Ｉ５９ ［５】陈庆涛 韩丽丽，杨大海 等振动测试和模态仿真在冰箱降噪领 域的应用【Ｃ】 中国家用电器技术大会２０１６ 作者简介： 史晓雯工程师：全国环境试验标准化技术委员会机械分技会（ＳＡＣ／ ＴＣ８／ＳＣ１ ＩＥＣ／ＴＣ１０４）委员：ＧＢ／Ｔ ２４２４ ２６、ＧＢ／Ｔ ２４２３ ５７、５８等 部分制修订的起草人：主要从事环境可靠性试验及其研究。 姜鼹：硕士，在联台汽车电子有限公司从事汽车发动机管理系统、 车身电子、新能源等汽车动力产品的振动试验工作２０多年，对振动灾 具设计、振动试验方法以及振动试验问题的处理等具有一定的实践经 醑。 ｌ。 。。。。。。 。。 。。 。 。。。。一— 。 ２０１８年４月／Ａｐｒｉｌ ２０１８ ７６