淺析振動試驗在某商用車前格柵結構設計的應用

丘云燕，屈明生

(東風柳州汽車有限公司，廣西柳州 545000)

淺析振動試驗在某商用車前格柵結構設計的應用

丘云燕，屈明生

(東風柳州汽車有限公司，廣西柳州 545000)

汽車零部件可靠性是汽車產品品質的重要指標。由于商用車行駛道路復雜多變，前格柵的材料屬性和安裝位置決定了它對抗振性能要求更高。對某商用車前格柵結構進行振動試驗，根據實驗結果進行前格柵結構改進，以提高產品的可靠性。

振動試驗；商用車；前格柵；結構改進

0 引言

隨著汽車產業的飛速發展，汽車用戶對產品的要求越來越高,包括對外觀造型和品質可靠的追求。商用車發動機罩上的前格柵相當于商用車的嘴和鼻子，除了影響到商用車的臉部外觀形象，而且還起到給發動機進風及散熱的作用。故設計出一款既美觀又可靠的前格柵在商用車產品設計中顯得尤為重要。文中通過振動試驗對商用車前格柵結構進行分析及改進。

1 振動試驗的重要性

由于汽車長期在公路上行駛，所行駛道路復雜多變，對汽車各零部件的振動性能提出了很高的要求。商用車前格柵為安裝在發動機罩上的塑料件，其材料屬性及安裝位置導致車輛在行駛過程中容易出現振動較大導致前格柵開裂的故障現象。故在汽車研發期間，需對前格柵的結構進行振動試驗驗證，即使用振動測試設備模擬產品在運輸、安裝及使用環境下可能會遭遇到的各種振動環境，以此驗證產品承受各種環境振動的能力是否滿足使用要求。

2 振動試驗

2.1 試驗設備的選擇

振動試驗設備必須是經計量檢定合格的滿足試驗要求的設備。此次試驗設備(見圖1)型號：ES-180-650，主要技術參數如下：

振動頻率范圍：2～2 200 Hz；

正弦、隨機激振力：180 kN；

額定隨機推力：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；

最大載質量：2 000 kg。

2.2 振動試驗條件的選擇

按前文參照日本汽車工業標準JIS D1601-1995《汽車零部件振動試驗方法》及東風柳州汽車有限公司的企業標準Q/LQB C-93-201《汽車零件振動試驗方法》，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種車體發動機室上，且一般商用車駕駛室上的零部件按階段45試驗條件進行試驗。

共振點檢測試驗條件如表1所示。定頻振動試驗條件。無共振時,按表2所示的試驗條件進行定頻振動試驗。有共振時，按表3所示的試驗條件進行定頻振動試驗。各振頻率對應的振幅曲線如圖2所示。

表1 共振點檢測試驗條件

表2 無共振時定頻振動試驗條件

表3 有共振時定頻振動試驗條件

2.3 振動試驗過程

將前格柵按照實車狀態安裝至發動機罩上，再將發動機罩安裝至振動試驗設備，加速度主控制傳感器粘貼在振動臺體上，監控傳感器粘貼到樣件上。

2.3.1 共振點檢測試驗

按表1所示條件進行共振點檢測試驗，試驗曲線見圖3。

從振動試驗曲線清楚地看到：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 定頻振動試驗

根據圖3所示曲線，查找前格柵在上下方向共振點17.8 Hz、前后方向共振點15.2 Hz、左右方向共振點17.7 Hz對應的試驗振幅為2.2 mm,故定頻試驗按表4所示的試驗條件進行。

表4 最終確定的定頻試驗條件

2.4 試驗結果分析

振動試驗完成后，對樣件進行拆解分析，發現前格柵本體邊沿存在輕微裂縫，詳見圖4。

3 前格柵結構改進及驗證

通過對試驗過程的觀察及試驗結果的分析，發現前格柵本體強度不夠，在振動試驗過程中晃動較大，容易產生開裂現象。細節決定品質，作者通過對前格柵本體結構進行分析，決定在前格柵本體上增加加強筋，改進設計見圖5。

前格柵結構改進后，作者按第2節所述實驗方法對改進件進行試驗，試驗完成后發現前格柵本體并未出現開裂等質量故障，試驗結果符合技術要求。

前格柵結構改進件通過振動試驗后，仍需繼續進行其他臺架試驗和整車路試，文中就不一一論述。

4 結論

通過對商用車前格柵進行振動試驗分析及結構設計改進，得出以下結論：

(1)汽車零部件振動試驗是產品品質驗證的重要手段，建議在汽車研發期間盡可能對汽車零部件進行振動試驗，提高產品可靠性。

(2)進行汽車零部件振動試驗必須盡可能模擬實車狀態，選擇合理的振動試驗條件，才能使試驗數據更具有實際參考意義。

(3)對于前格柵等塑料殼體件，在實際使用過程中，振動較為劇烈，甚至容易產生共振現象，在設計時可考慮利用加強筋加固結構。

【1】劉道標，宦海祥.振動試驗方法的研究及發展趨勢[J].環境技術,2006,24(3):21-25.

【2】房熠澤.汽車塑料零部件設計技術研究[D].南京:南京理工大學,2005.

【3】李奇志.環境振動試驗若干技術研究[D].南京:南京航空航天大學,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，主要負責汽車零部件試驗工作。E-mail：jingyun1113@163.com。

U467.1+2

A

1674-1986(2016)06-036-03