汽车转向系统固有频率检测

　　图1 检测仪器操作台

　　锤击法固有频率测试分析系统又称锤击法振动测试系统，在实验分析中的主要目的是计算出结构的固有频率。采用锤击法振动测试系统来测量结构的固有频率具有极好的经济性，是理想的振动测试方法。

　　NVH是噪声(Noise)、振动(Vibration)与舒适性(Harshness)的英文缩写，由于三者在汽车等机械振动中同时出现且密不可分，因此常把它们放在一起进行研究，并统称为车辆的NVH问题。由于车辆的NVH问题日益受到消费者的普遍关注，因此该问题也成为国内外汽车业各大整车、零部件生产企业关注的重点。

　　人们在汽车中的舒适性感受都属于车辆NVH问题研究的范畴，并可从不同角度对其进行分析和解决，既可以是系统的，又可以是独立的。从感受不舒适的地方开始，判断振动的起源，分析噪声传播的途径等，最后做出解决问题的方案。为整车制造厂提供汽车零部件的生产企业同样也会遇到NVH问题。以我厂生产的汽车转向管柱产品为例，可以通过对转向操纵机构和仪表板进行有限元分析，使转向管柱、方向盘的固有频率移出激励频率范围，并保证仪表板的响应振幅最小。

　　对汽车转向管柱、方向盘进行固有频率的检测，主要目的是进一步确认汽车零部件产品的固有频率是否在激励频率范围以外，是对车辆NVH问题解决的结果进行验证。

　　检测方法

　　锤击法固有频率测试分析系统又称锤击法振动测试系统，在实验分析中的主要目的是计算出结构的固有频率。采用锤击法振动测试系统来测量结构的固有频率是经济、理想的振动测试方法。系统实现了激振(如力锤敲击)和响应，并在电脑上实时显示频率响应曲线，计算出传递函数等各种谱分析。锤击法振动测试系统采用高速、高精度的便携式USB接口数据采集器，便于在试验室使用或者现场测试。

　　图2 安装检测件平台

　　检测仪器

　　采用锤法进行固有频率检测的仪器包括：数据采集与信号分析仪（型号：AVANT Lite MI-6004）；调理放大器（型号：AVANT MI-2004）；力锤(型号：LC-02A)；加速度传感器(型号：CA-YD-185)，具体如图1所示。

　　检测程序

　　1.检测件安装

　　将检测件固定在检测平台上，在检测件的安装孔上进行固定夹紧，检测件悬挂部分用砂袋压紧。检测件的安装如图2所示。

　　2.检测仪连接与调对

　　对检测仪器的连线与接口进行检查(如图3所示)，确认无脱落、松动后，将加速度传感器安装在测试件方向盘上。打开检测仪通电开关，从桌面上选取动态信号分析调出测试软件，出现“信号分析软件”窗口，如出现提示框说明检测系统有的仪器开关没打开或者有的连线有问题，需重新检查，直到出现“信号分析软件”窗口。在“信号分析软件”窗口选取“模态数据采集”进入到“数据采集”窗口，在“数据采集”窗口中选取“控制工具栏”中的开始测试开关，测试系统进入到了检测状态。

　　3．锤击操作

　　（1）锤击点：在转向管柱的下端选择垂击点。

　　（2）锤击方向：设垂击方向为垂直，并通过转向管柱的转向轴中心线。

　　（3）锤击方式：手握击锤分别对检测件进行横向和垂直两个方向的击打。

　　击锤操作的质量好坏直接关系到整个测试数据的准确性和可靠性。由于击锤操作主要依靠人为完成，因此人的主观因素影响着击锤的操作质量，如锤击速度的快慢，锤击力的大小等无法统一到标准参数值以及重复测试很难保证每次锤击点落在同一击点的准确性等。只能依靠检测人员在检测实践中反复练习、不断摸索积累击锤操作的经验，从而不断提高击锤操作的质量，保证整个测试数据的准确性与可靠性。

　　图3 检测仪器的连线与接口检查

　　检测结果

　　每个测试项目的检测结果都分别进行了三次击锤，取三次采集数据的平均值：垂直方向击锤检测的固有频率值为45.04Hz；横向方向检测的固有频率值为44.68Hz。

　　以上介绍了我公司的产品试验室对汽车零部件进行固有频率检测的基本过程，没有对检测结果的具体数据做进一步研究讨论，目的是让读者对汽车NVH问题分析有初步的了解.