振動測試在汽車零部件檢測中的應用研究

張永贊 齊懷宇

摘要：一輛汽車由許多零部件組裝而成。其中很大一部分金屬零部件是以鑄件、鍛件或鋼板、鋼棒為毛坯材料，經過前期熱處理、機加工、最終熱處理以及精加工等工序，最后加工成一個完好的零件。這些零件的使用環境大多復雜且惡劣，包括大范圍的溫度變化，強烈的震動、沖擊、摩擦等，零件要在很大的拉力、壓力、剪切力及扭矩等受力條件下工作。因此，零件的力學性能非常重要，力學性能在很大程度上決定了零件的適用性和預期壽命。本文主要研究振動測試在汽車零部件檢測中的應用，以期為提高汽車制造綜合質量提供依據。

關鍵詞：振動測試;汽車零部件;檢測;應用研究

1汽車零部件行業的特點

汽車零部件行業存在以下幾個特點：第一，汽車零部件產業涉及材料，工藝和行業廣泛。我國汽車零部件產業需要涉及到多種材料和工藝方法，在材料上，每輛汽車都要由多種零部件組成，其中，這些零部件會涉及到多種鋼鐵、金屬材料、橡膠、玻璃、木材、涂料等;在工藝上，需要進行冶煉、機械加工、焊接、涂裝等工作;在行業方面，涉及到電子、電力、石油、機械制造、銷售、服務等多個行業。可見，汽車零部件產業可以影響或者帶動相關行業的發展，同時也受到這些行業發展狀況的制約。第二，汽車零部件的經濟效益高。汽車零部件企業屬于資金密集型產業，對企業的資本、技術等方面都有著十分高的要求。在發達國家的國民經濟總產值中，有大約8%為汽車及汽車零部件工業總產值，有30%的機械工業總產值，可以說，在很多發達國家國民經濟的動向受到汽車產業實力的影響。第三，當零部件企業遇到經營困難，兼并重組將頻繁發生。通過并購的方式能夠迅速將零部件企業自身的地位提高，比如大陸企業并購了西門子威迪歐企業，成為了零部件行業中排名世界第五的零部件企業。

2汽車零部件檢測的內容

第一，汽車底盤零部件檢測是內容比較多的影響部分。檢測包括：離合器臺架系統、變速器臺架系統、傳動軸臺架系統、驅動橋臺架試驗系統、轉向系部試驗系統和汽車制動系部件系統等部分。其中，離合器臺架系統主要負責離合器綜合性能試驗臺和超速試驗臺等設備;變速器臺架系統主要是對變速器的壽命、動態剛度和噪聲等零部件進行試驗的設備體系，包含設備裝置比較多。傳動軸臺架系統包含傳動軸壽命檢查設備等，驅動橋臺架試驗系統負責驅動橋的壽命、半軸扭曲疲勞測試等內容的檢測和試驗;而轉向系部試驗系統主要負責方向盤、轉向盤等零部件的測試，汽車制動系部件系統包括液壓驅動部件、氣壓驅動部件、制動軟管等。汽車的發動機測試系統對象比較單一，僅僅是對汽車的心臟部件——發動機的性能進行試驗檢測。汽車發動機測試系統一直是備受關注的一項檢測設備，因為汽車的發動機是決定汽車性能和檔次的一個核心，具體來說，其試驗檢測主要是針對發動機的綜合性能進行集中檢測。汽車的車身系統是與汽車使用者人性化要求息息相關的零部件系統，車身的材料和安裝距離、貨物存放空間的安裝、座椅的材質、車身弧線等都是該項系統檢測的對象。但是其中最核心的找工作是對車身自身進行的強度試驗，其相關的裝置也是系統的關鍵。強度試驗裝置需要對車身的扭轉剛度和強度進行檢測，還需要對車門、車頂等強度進行綜合檢測。汽車電器裝置系統是內容和設備最為繁多的一項試驗檢測系統，但是目前一般的汽車用電器零部件都是在電器集中生產的過程中進行檢測，以降低汽車檢測的工作強度。但是對于關系到汽車電器系統的關鍵部分，在進行汽車生產時，也需要對汽車的起動機等進行專業化集中檢測試驗，提高汽車的專業綜合性。

3振動測試在汽車零部件檢測中的應用

3.1振動測試概述

振動試驗是指評定產品在預期的使用環境中抗振能力而對受振動的實物或模型進行的試驗。根據施加的振動載荷的類型把振動試驗分為正弦振動試驗和隨機振動試驗兩種。正弦振動試驗包括定額振動試驗和掃描正弦振動試驗。掃描振動試驗要求振動頻率按一定規律變化，如線性變化或指數規律變化。振動試驗設備分為加載設備和控制設備兩部分。振動試驗主要是環境模擬，試驗參數為頻率范圍、振動幅值和試驗持續時間。振動對產品的影響有：結構損壞，如結構變形、產品裂紋或斷裂;產品功能失效或性能超差，如接觸不良、繼電器誤動作等，這種破壞不屬于永久性破壞，因為一旦振動減小或停止，工作就能恢復正常;工藝性破壞，如螺釘或連接件松動、脫焊。從振動試驗技術發展趨勢看，將采用多點控制技術、多臺聯合激動技術。

3.2振動測試系統在汽車零部件檢測中的組成

（1）激振器。激振器是產生激勵的設備，它將按照人為設定的條件，持續而穩定地向其連接的樣件產生激勵。樣件發生振動，產生振動頻率、振動加速度、振動位移等物理量。激振器與樣件連接的緊固程度直接影響激勵傳送過程中的損失程度。（2）傳感器。傳感器屬檢測振動量的儀器，將振動量轉化為電信號，經轉化及檢測得到振動頻率、位移及加速度等物理量，將參數記錄下來并進行分析，對汽車零部件質量進行綜合判斷，同時振動器也會受物理參數影響，技術人員通過分析傳感器回饋參數，判斷振動系統穩定性，以便所得檢測結果科學有效。（3）放大器。放大器主要用于放大電測傳感器產生的電信號，以便信號采集器可以捕捉相關信號，放大器依據傳感器類型科學選擇，使振動測試系統更為穩定、有效，使檢測結論更具實效性。

3.3具體應用

在汽車零部件檢測中振動測試方式應用范疇較廣，依據測試物理性質，可將振動測試大體分為三類，電測法、光學式測量法、機械式測量法。

3.3.1電測法

電測法是目前應用最廣泛的測量方法。電測法是將需檢測的物理量轉變為電信號（例如電流、電壓等），再對電信號進行測量，利用需檢測物理量值與電信號值的函數進行數值轉換，從而得到物理量的值。一般清況下，利用此方法的得到的電信號值十分微小，需要經過放大器放大后才能被測量。電測法具有精度高、靈敏度高、響應速度快等優點。電測法直接得到電信號，便于采集、處理、分析，簡單處理便可在顯示屏上顯示。利用一條電線便可將電信號

傳送至遠方，實現遠距離控制，結合編程知識便可實現自動控制。電測法得到的電信號是動態值，既可以測量瞬時值又可以測量變化過程。并且，電測法便于與計算機通信。在計算機為科研事業做出卓越貢獻的今天，電測法憑借這一優勢成為應用最廣泛的測量方法。

3.3.2光學測量法

光學測量法以光學傳感器為載體，并獲取光學信號，在汽車零部件檢測光學信號放大后，應用光檢測器將光學信號轉化為電信號，技術人員進一步測量電信號，將其換算為物理量值，對照汽車零部件生產制造標準，對其質量進行檢測。

3.3.3機械檢測法

機械檢測法以機械結構為載體，并獲取機械信號，在汽車零部件檢測機械信號測量后，會發生機械能損耗現象，這種測試方法存在一定缺陷，無法獲取精準檢測結論，為此在汽車零部件檢測中的應用有一定局限性。

4結束語

總之，振動測試在汽車零部件檢測中的有效應用，能提高汽車生產制造質量，降低汽車養護、維修成本，保障其行駛安全、穩定，為此技術人員需在汽車零部件檢測進程中靈活運用振動測試方法，并不斷優化相關測試系統，以此推動我國汽車制造行業穩健發展。

參考文獻

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（作者單位：長城汽車股份有限公司）