激光测振仪在汽车领域的开发、振动分析和测试_瑞世佳华

在汽车行业，向电动汽车的转变正在加速。在产品开发过程中从做方案到系列化生产的时间越来越短。大部分新部件和轻质结构需要进行振动分析。

即使零件和整个组件能够通过数值模拟检查其属性，但仍然需要对实际物体进行实际的测量来验证这些模拟数据。非接触测量技术，如激光测振技术，其优点是不影响部件的振动，在很短的时间内，不需很多工作量就可以获得非常好的结果。

Optomet红外技术优越的信号质量保证了即使在有问题的低反射表面上也能产生最好的测量结果。这使得该设备适合于测量任何组件，无需考虑其材料或光学反射率和性质。Optomet的易用性和强大的测量能力，及简单易用的软件可节省宝贵的时间，并有助于缩短开发时间。

无论您的非接触式振动测量是在风洞中、在旋转试验台上、还是在声学实验室中、在试验模态试验中、或在传感器或驱动器等组件的开发中，Optomet团队将很乐于为您在选择合适的测振解决方案及执行您的测量任务时提供支持。

气动声学

气动声学研究气流引起的噪声。湍流以及流经结构和在结构周围流动会在组件上产生振动。这些振动反过来又导致了声波的产生和发射，部分导致了人们不期望的噪声。由于越来越严格的噪声排放法规对噪声最小化设计的必要性越来越大。

在航空航天和汽车工业中，降噪尤为重要。例如，噪声源包括飞机上的发动机噪声或机动车辆和高速列车上的风噪声。随着其他噪声源的减少或消除，这些由流动引起的噪声被认为是破坏性越来越大，这一点从电动对内燃机的替代中可以明显看出。

被感知为噪音的空气传播的声音是由麦克风或整个麦克风阵列测量的。然而，如果需要识别可能的声源时，需要具有更好空间分辨率的测量方法，例如扫描激光多普勒测振法。

利用Optomet激光扫描测振仪，可以无接触、高精度地对小型结构和整车进行检测。使用方便的OptoSCAN软件使测量能够快速进行，并提供了一系列有意义的分析评估，获得清晰的二维和动画显示。例如，振动形式与空气噪声中记录的频率之间的相关性可以用来得出关于声音产生的位置和类型的重要结论，并且可以采取适当的构造措施来抑制噪声。

Optomet扫描振动仪的红外激光技术（SWIR）保证了足够的反射信号，即使测量距离超过10米也能进行可靠的振动测量。即使是黑暗或反射弯曲的测量表面，也可以在不进行反射增强处理的情况下进行测量。也可以穿过测振仪和测量对象之间的厚玻璃表面进行无损伤测量。

制动声学

负载下制动器的动态行为对于制动系统的总体评估至关重要。制动噪音，制动尖叫声和整个制动声音对车辆的性能和舒适性都有重要影响。过早和意外的磨损迹象可能会严重削弱制动系统的效率，进而损害行驶安全性。

乘员的舒适性在汽车开发中也越来越重要，对于购车者来说，尤其是在高档车市场，声学舒适性通常是一个重要考虑因素。此外，随着其他噪音源越来越多地被消除，刹车噪音就越令人烦恼，例如，当内燃机越来越多地被电力驱动所取代时。

制动尖叫的原因是制动盘和制动片之间的摩擦，以及由此引起的对人耳感觉不舒服的频率下的振动模式。在制动器开发中，利用有限元模型来确定此类模态，并通过适当调整制动器几何结构或其他设计措施来抑制制动尖叫发生。

Optomet扫描激光多普勒测振仪可以对制动盘、制动片和制动钳表面上发生的振动形式进行非接触式检测、分析和三维动画显示。这使得有限元模型计算能够精确地与实际振动行为进行比较和验证。

为了研究制动器的动力学特性，可以用模态力锤激励制动器振动，也可以在工作条件下测量制动器的振动。第一种方法提供了制动系统的所有模态，但忽略了紧固件和联轴节对振动特性的影响，以及在行驶过程中的典型模态。在第二种方法中，利用扫描激光技术，在尽可能接近真实情况的条件下，对制动盘、制动片和制动卡钳组成的制动试验台动态系统进行操作振动分析。然而，针对吱吱声的激励通常不能轻易地重复进行。使用Optomet扫描激光振动仪，可以自动将测量限制在实际发生吱吱声的时间窗口内。这使测试过程变得相当容易，并节省了时间。

Optomet 的SWIR激光测振技术非常适合于车辆结构中制动系统和部件的测量。与传统的基于氦氖的系统相比，Optomet解决方案的优势在试验台架上测量旋转制动盘时尤为明显。对SWIR和氦氖测振仪的背靠背测试表明，由于噪声水平过高，氦氖系统无法提供足够高信噪比的测量数据。要测试的共振消失在噪声中。Optomet SWIR激光测振技术的使用带来了巨大的改进，在这些应用中，可以提供比共振峰低40分贝到50分贝的噪声水平的数据结果。

电动驱动

现代汽车有许多内置的电动驱动装置，其中一些装置是在车内乘客的直接感知区域，如电动车窗、电动天窗、车外后视镜伺服电机、雨刷电机或座椅调节器。其他驱动装置在没有被直接察觉的情况下运行，如燃油和冷却液泵或鼓风机电机。

除了他们期望的功能，这些驱动器也会产生令人讨厌的噪音源。特别是在电动或混合动力汽车中，内燃机作为主要噪音源之一被消除后，这种无关的噪音就变得清晰可辨。

Optomet测振仪是协助开发和测试工程师定位、可视化、量化和消除这些不良噪声源的理想设备。

触控显示器

在平板电脑和智能手机的时代，我们早已习惯了刷卡而不是打字。然而，许多用户发现很难在虚拟键盘上打字，因为他们无法看到指尖接触触摸屏的哪个点。

当在车辆运行过程中使用触摸式显示器时，会出现安全问题。一种解决方案是触控显示器，它使按键和滑动控制在显示器上能够物理感知。它们在用户执行命令时向用户的手指提供触觉反馈，而无需查看屏幕。

Optomet激光多普勒测振仪是触控显示器开发过程及生产质检中不可缺少的工具。

NVH测试

烦人的噪声是从哪里来的？

尤其对于车辆， 由众多的部件组成，不免会发生很多不期望的振动，驾驶员和他的乘客将其视为令人讨厌的噪声。工程师使用代表“噪声，振动，粗糙度”的所谓NVH测试，对声源进行定位，然后将其消除。目的是为用户提供最舒适，最优化噪音的产品。

Optomet激光扫描测振仪具有空间分辨率高、任意表面信噪比高等特点，特别适合于声振源的定位。

借助简单直观的测量软件，直观的3D测量数据可视化以及快速的自动扫描过程，可以在很短的时间内测试产品表面。

显示和导出测量数据的众多选项有助于与同事沟通。例如，根据这些结果，工程师可以重新考虑部件连接或几何结构，并在适当的位置增加阻尼。

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