一种汽车用板件约束模态测试夹具及方法
【专利摘要】一种汽车用板件约束模态测试夹具，包括回字形上夹板和回字形下夹板，所述回字形上、下夹板的靠外圈位置有螺栓通孔，用于通过螺栓与地板上的T形槽固定；回字形上夹板的靠内圈位置有沉头孔，回字形下夹板的靠内圈位置对应有通孔，用于将待测板件夹持在回字形上、下夹板之间，并由螺钉将回字形上夹板、待测板件和回字形下夹板连接固定。本发明选择力锤激振力作为激励信号，布置在待测板件表面的加速度传感器拾取响应信号通过对测得信号的分析处理得到待测板件约束状态时的模态。本发明中待测板件通过螺栓与夹具连接的方式，使其处于夹紧约束状态，接近实际状态中车用板件的受力情况。本测试方法可准确测量约束状态时待测板件的约束模态，另外，可对车身板件结构的选择和板件振动特性分析提供理论支撑。
【专利说明】一种汽车用板件约束模态测试夹具及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车振动测试领域，尤其是一种板件约束模态测试技术。
【背景技术】
[0002]汽车板件在外在激振力作用下对汽车乘员室内部的声学环境有着重要的影响，测试约束状态下板件的模态分布，通过调整板件的局部结构或者选择粘贴合适的车用阻尼材料，可以有效的抑制板件的振动和降低车内辐射声，从而改善汽车乘员室内部的声学环境。目前，测试约束状态下的汽车用板件模态测试方法有两种:力锤激励法和激振器激励法。再某些情况下，激振器无法布置或结合实际情况布置起来困难，因此考虑到测试夹具和地面的固定方式，采用力锤激励法来测试约束板件的模态。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是一种汽车用板件约束模态测试夹具和方法，使用力锤激振力作为激振源，能够较好的测试出约束板件沿X、Y、Z三个方向的平动模态。
[0004]本发明技术方案是这样实现的:
[0005]一种板件约束模态测试夹具，其包括回字形上夹板和回字形下夹板，所述回字形上、下夹板的靠外圈位置有螺栓通孔，用于通过螺栓与地板上的T形槽固定；回字形上夹板的靠内圈位置有沉头孔，回字形下夹板的靠内圈位置对应有通孔，用于将测试板件夹持在回字形上、下夹板之间，并由螺钉将回字形上夹板、测试板件和回字形下夹板连接固定。
[0006]测试方法使用力锤激励信号作为激励源，具体步骤如下:
[0007]步骤1:把待测板件安装并夹紧在测试夹具上，将测试夹具固定在地面T型槽上，检查并保证待测板件和夹具、夹具和地面T型槽均处于约束夹紧状态。
[0008]步骤2:在汽车用板件上选择模态响应测试点。对于平板板件测试点均匀分布；对于冲筋板件，在测试点均匀分布的同时尽量保证测试点位于冲筋结构上，并测量测试点的坐标建立测试模型。
[0009]步骤3:把三向振动传感器布置在待测板件的每个响应测试点，将振动传感器连接线吊起并固定，避免测试时连接线晃动影响板件振动信号。
[0010]步骤4:选择板件平面中心和测试夹具一边的中心作为力输入点并做好标记，保证力锤激励位置不变。
[0011]步骤5:力锤激励测试板件的模态，测试时保证同一激励位置输入力大小一致，选取至少5次一致性较好的频响曲线和力衰减曲线保存。
[0012]步骤6:应用LMS的ImpactTesting模块进行数据分析,得到测试板件的模态振型。
[0013]本发明中待测板件通过螺栓与夹具连接的方式，使其处于夹紧约束状态，接近实际状态中车用板件的受力情况。一方面，本测试方法可准确测量约束状态时待测板件的约束模态；另一方面，可对车身板件结构的选择和板件振动特性分析提供理论支撑。[0014]本发明采用力锤激励力测试汽车用板件振动模态，关注20Hz-500Hz频段范围内板件的振型，而采样频率采用OHz到1024Hz，保证关注频段范围内的频率都能有足够的激励能量，板件振动模态能够激励出来。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1A和图1B是夹具与待测板件装配图；
[0016]图2回字形上夹板图；
[0017]图3回字形下夹板图(参数同回字形上夹板)；
[0018]图4待测冲筋板件(加强筋宽30mm、深6mm)；
[0019]图5约束冲筋板件频响图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体实例详细阐述本发明。应注意，这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外还应注意，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0021]参见图1-图4，夹具由回字形上、下夹板I和3组成。回字形上、下夹板的靠外圈均匀分布有一圈冲压出的M20通孔。回字形上夹板I在靠内圈位置均匀冲压出M8的沉头孔，回字形下夹板3在靠内圈位置冲压出M8的通孔。每个待测板件2的外围一圈冲压出M8的通孔。回字形上、下夹板的外圈尺寸为840mm*840mm,回字形上、下夹板内圈尺寸为680mm*680mm，待测板件尺寸为750mm*750mm。测试时，将待测板件2用回字形上、下夹板I和3夹紧，用M8螺栓从上往下依次穿过回字形上夹板1、待测板件2和回字形下夹板3，并保证待测板件处于夹紧状态。另外，用M20的T型螺栓从下往上依次穿过回字形下、上夹板，将T型螺栓的T型头置于地面的T型槽中，T型螺栓另一端用螺母拧紧，通过T型螺栓将整个已经处于夹紧状态的回字形上、下夹板和待测板件一起固定在地面T型槽上。该T型槽为地面镶嵌的金属T型槽，每两个T型槽的间距为135mm。
[0022]以下是测试过程，本实例采用的测试系统是比利时LMS的Test.Lab多通道振动测试系统。
[0023]步骤1:把测试板件安装并夹紧在测试夹具上，将测试夹具固定在地面T型槽上，检查并保证待测板件和夹具、夹具和地面T型槽均处于约束夹紧状态。
[0024]步骤2:在待测板件(750mm*750mm的冲筋板件)上选择模态响应测试点，并测量测试点的坐标建立测试模型。对于冲筋板件，在测试点均匀分布的同时尽量保证测试点位于冲筋结构上，共布置36个响应测试点。
[0025]步骤3:把三向振动传感器布置在待测板件的响应测试点，将振动传感器连接线吊起并固定在三脚架上，避免测试时连接线晃动影响板件振动信号。
[0026]步骤4:选择板件平面中心和测试夹具一边的中心作为力输入点并做好标记，保证力锤激励位置不变。图1中箭头4、5所指位置即为力锤激励点。
[0027]步骤5:用力锤激励测试板件的模态，测试时保证同一激励位置输入力大小一致，选取至少5次一致性较好的频响曲线和力衰减曲线保存。如图5是测试得到的频响曲线。[0028]步骤6:应用LMS的ImpactTesting模块进行采集并分析处理数据。检查数据无异常后，板件测试数据后处理在PloyMAX中得到频率响应传递函数(FRF)图，通过模态识别，可以得到测试板件的模态振型。
【权利要求】
1.一种板件约束模态测试夹具，其特征在于:包括回字形上夹板(I)和回字形下夹板(3)，所述回字形上、下夹板的靠外圈位置有螺栓通孔，用于通过螺栓与地板上的T形槽固定；回字形上夹板的靠内圈位置有沉头孔，回字形下夹板的靠内圈位置对应有通孔，用于将待测板件夹持在回字形上、下夹板之间，并由螺钉将回字形上夹板、待测板件和回字形下夹板连接固定。
2.利用权利要求1所述的夹具对板件约束模态进行测试的方法，其特征在于，所述方法是使用力锤激励信号作为激励源，具体步骤如下: 步骤1:把待测板件安装并夹紧在测试夹具上，将测试夹具固定在地面T型槽上，检查并保证待测板件和夹具、夹具和地面T型槽均处于约束夹紧状态； 步骤2:在板件上选择模态响应测试点:对于平板板件，模态响应测测试点均匀分布；对于冲筋板件，在模态响应测测试点均匀分布的同时尽量保证测试点位于冲筋结构上；测量模态响应测测试点的坐标建立测试模型； 步骤3:把三向振动传感器布置在待测板件的每个模态响应测试点，将传感器连接线吊起并固定，避免测试时连接线晃动影响板件振动信号； 步骤4:选择板件平面中心和测试夹具一边的中心作为力输入点并做好标记，保证力锤激励位置不变； 步骤5:用力锤激励测试板件的模态，测试时保证同一激励位置输入力大小一致，选取至少5次一致性较好的频响曲线和力衰减曲线保存； 步骤6:应用LMS的ImpactTesting模块进行数据分析，得到测试板件的模态振型。
【文档编号】G01M7/02GK103868667SQ201210535460
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月12日 优先权日:2012年12月12日
【发明者】许春民, 张军, 贾文宇, 李传兵, 曹石军 申请人:重庆长安汽车股份有限公司