法(fǎ)如(rú)三(sān)維激光(guāng)掃描在(zài)風(fēng)洞(dòng)內(nèi)汽車車門(mén)系(xì)統静(jìng)态变形量應(yìng)用(yòng)
風(fēng)洞(dòng)內(nèi)汽車車門(mén)系(xì)統静(jìng)态变形量(也(yě)稱偏移量)測試是(shì)一(yī)種(zhǒng)穩态測試,是(shì)指在(zài)風(fēng)洞(dòng)流场(chǎng)內(nèi)(in flow),在(zài)某一(yī)穩定(dìng)的(de)風(fēng)速和(hé)偏角(jiǎo)下(xià)对(duì)汽車車門(mén)系(xì)統的(de)变形偏移量進(jìn)行的(de)量化(huà)測試。目前(qián),中(zhōng)國(guó)汽研汽車風(fēng)洞(dòng)中(zhōng)心(xīn)是(shì)國(guó)內(nèi)第(dì)一(yī)座引進(jìn)應(yìng)用(yòng)並(bìng)掌握該測試技術(shù)的(de)風(fēng)洞(dòng),旨在(zài)更(gèng)好(hǎo)的(de)應(yìng)用(yòng)推廣風(fēng)洞(dòng)先(xiān)進(jìn)前(qián)沿測試技術(shù),更(gèng)好(hǎo)的(de)为(wèi)國(guó)內(nèi)汽車行業提(tí)供服(fú)务。
汽車在(zài)風(fēng)速大(dà)小和(hé)偏角(jiǎo)均穩定(dìng)的(de)气(qì)流中(zhōng)測試时(shí),其(qí)車門(mén)系(xì)統会(huì)受到(dào)穩定(dìng)气(qì)流的(de)作(zuò)用(yòng)和(hé)激勵,此(cǐ)时(shí)車門(mén)会(huì)有(yǒu)一(yī)定(dìng)的(de)变形偏移量,偏移量的(de)大(dà)小主(zhǔ)要(yào)受两(liǎng)側車門(mén)系(xì)統剛度(dù)和(hé)模态的(de)影响。此(cǐ)外,由于(yú)在(zài)迎風(fēng)側和(hé)背風(fēng)側时(shí)車門(mén)外的(de)气(qì)流壓力不(bù)同(tóng),使两(liǎng)側車門(mén)的(de)变形偏移量大(dà)小和(hé)方(fāng)向也(yě)会(huì)有(yǒu)所(suǒ)不(bù)同(tóng)。总的(de)来(lái)说(shuō),由于(yú)車門(mén)與(yǔ)車身(shēn)之(zhī)間(jiān)位(wèi)置和(hé)相对(duì)運動(dòng)不(bù)同(tóng)而(ér)引起(qǐ)的(de)变形偏移量会(huì)嚴重(zhòng)影响車門(mén)密封(fēng)条(tiáo)的(de)壓缩量和(hé)車門(mén)系(xì)統的(de)動(dòng)态密封(fēng)。
如(rú)果(guǒ)車門(mén)系(xì)統動(dòng)态密封(fēng)不(bù)好(hǎo),則会(huì)嚴重(zhòng)影响車內(nèi)噪聲控制,特(tè)别是(shì)影响車內(nèi)風(fēng)噪水(shuǐ)平和(hé)車內(nèi)聲品質(zhì)。嚴重(zhòng)的(de)動(dòng)态密封(fēng)問(wèn)題(tí)会(huì)使車外的(de)聲音(yīn)直(zhí)接傳递到(dào)車內(nèi),特(tè)别在(zài)高(gāo)速行駛时(shí)会(huì)形成(chéng)巨大(dà)的(de)車內(nèi)噪聲;不(bù)嚴重(zhòng)的(de)動(dòng)态密封(fēng)問(wèn)題(tí),比如(rú)细(xì)小的(de)縫隙,雖(suī)然不(bù)会(huì)带来(lái)車內(nèi)聲音(yīn)大(dà)小的(de)改变,但是(shì)会(huì)嚴重(zhòng)影响到(dào)車內(nèi)的(de)聲品質(zhì),这(zhè)些(xiē)细(xì)小的(de)縫隙産生(shēng)的(de)气(qì)吸噪聲與(yǔ)洩漏噪聲雖(suī)然不(bù)会(huì)太大(dà)的(de)改变車內(nèi)聲壓級,但是(shì)会(huì)嚴重(zhòng)降低(dī)車內(nèi)的(de)语音(yīn)清(qīng)晰度(dù)。
所(suǒ)以(yǐ)風(fēng)洞(dòng)內(nèi)汽車車門(mén)系(xì)統静(jìng)态变形量(也(yě)稱偏移量)測試对(duì)了(le)解(jiě)車門(mén)系(xì)統的(de)剛度(dù)模态,車門(mén)系(xì)統的(de)動(dòng)态密封(fēng),車門(mén)密封(fēng)胶(jiāo)条(tiáo)的(de)壓缩量,車門(mén)與(yǔ)車身(shēn)間(jiān)位(wèi)置和(hé)相運動(dòng)及(jí)提(tí)升(shēng)改善車內(nèi)風(fēng)噪性(xìng)能(néng)和(hé)聲品質(zhì)有(yǒu)着至(zhì)關(guān)重(zhòng)要(yào)的(de)指导意(yì)義和(hé)作(zuò)用(yòng)。
測試软(ruǎn)件(jiàn)介紹
图(tú)1 Car Model Scan 3D測試软(ruǎn)件(jiàn)界面(miàn)展(zhǎn)示
整个(gè)測試系(xì)統硬(yìng)件(jiàn)部(bù)分(fēn)包(bāo)括風(fēng)洞(dòng)高(gāo)精度(dù)移動(dòng)測量系(xì)統和(hé)FARO Laser Scanner Focus高(gāo)精度(dù)激光(guāng)掃描儀Focus S70A两(liǎng)部(bù)分(fēn)(見(jiàn)图(tú)2-4所(suǒ)示)。
此(cǐ)處(chù)着重(zhòng)介紹一(yī)下(xià)法(fǎ)如(rú)Focus S70A,該高(gāo)精度(dù)激光(guāng)掃描儀能(néng)夠快(kuài)速、直(zhí)接和(hé)极(jí)为(wèi)精确地測量各(gè)種(zhǒng)物(wù)體(tǐ)或(huò)建築物(wù)。它(tā)能(néng)夠記(jì)录(lù)建築立面(miàn)、複雜結構、生(shēng)産和(hé)供應(yìng)設施、事(shì)故現(xiàn)场(chǎng)和(hé)大(dà)型部(bù)件(jiàn),提(tí)供栩栩如(rú)生(shēng)和(hé)细(xì)节(jié)逼真(zhēn)的(de)掃描結果(guǒ),每次(cì)掃描的(de)距離为(wèi)70m。內(nèi)置800万(wàn)像素HDR相機(jī)不(bù)僅能(néng)夠捕捉详细(xì)的(de)图(tú)像,還(huán)能(néng)对(duì)在(zài)亮(liàng)度(dù)急劇变化(huà)条(tiáo)件(jiàn)下(xià)捕捉的(de)掃描數據(jù)進(jìn)行自(zì)然的(de)顔色(sè)疊加。許多(duō)令人(rén)熟悉的(de)特(tè)征(例如(rú):重(zhòng)量輕(qīng)、尺(chǐ)寸小、一(yī)次(cì)充電(diàn)可(kě)工作(zuò)4.5小时(shí))使Focus S型号(hào)激光(guāng)掃描儀實(shí)現(xiàn)真(zhēn)正(zhèng)的(de)移動(dòng)性(xìng),以(yǐ)便進(jìn)行快(kuài)速、安(ān)全和(hé)可(kě)靠的(de)掃描。
图(tú)2 風(fēng)洞(dòng)高(gāo)精度(dù)移動(dòng)測量系(xì)統
图(tú)3 法(fǎ)如(rú)Faro Focus S70A高(gāo)精度(dù)激光(guāng)掃描
3、 測試現(xiàn)场(chǎng)展(zhǎn)示

測試前(qián),需要(yào)在(zài)正(zhèng)投影掃描試验(yàn)室(shì)对(duì)待測車輛進(jìn)行整車3D數模掃描,獲取待測車輛的(de)3D模型point cloud數據(jù),掃描結果(guǒ)文(wén)件(jiàn)以(yǐ).cnk文(wén)件(jiàn)輸出(chū),然後(hòu)需要(yào)对(duì)所(suǒ)關(guān)心(xīn)的(de)車門(mén)系(xì)統測試區(qū)域位(wèi)置進(jìn)行噴粉處(chù)理(lǐ),噴粉的(de)目的(de)是(shì)为(wèi)了(le)在(zài)測試过(guò)程中(zhōng)提(tí)升(shēng)掃描儀的(de)掃描精度(dù)和(hé)掃描質(zhì)量,更(gèng)精确的(de)掃描到(dào)变形量結果(guǒ)。
此(cǐ)次(cì)測試的(de)主(zhǔ)要(yào)位(wèi)置为(wèi)車身(shēn)左(zuǒ)右(yòu)两(liǎng)側車門(mén)系(xì)統位(wèi)置1和(hé)位(wèi)置2區(qū)域,如(rú)下(xià)图(tú)6所(suǒ)示。
图(tú)6 左(zuǒ)側車門(mén)系(xì)統測試區(qū)域位(wèi)置
同(tóng)樣(yàng)以(yǐ)該款SUV_Hyundai ix35为(wèi)例,展(zhǎn)示其(qí)車門(mén)系(xì)統關(guān)鍵區(qū)域位(wèi)置的(de)静(jìng)态变形偏移量測試結果(guǒ),此(cǐ)處(chù)主(zhǔ)要(yào)展(zhǎn)示位(wèi)置2的(de)两(liǎng)个(gè)工況的(de)測試結果(guǒ)(变形量矢量方(fāng)向定(dìng)義如(rú)下(xià):朝向車身(shēn)外側的(de)变形偏移为(wèi)+,朝向車身(shēn)內(nèi)測的(de)变形偏移为(wèi)-)。
車身(shēn)左(zuǒ)側位(wèi)置2在(zài)迎風(fēng)側时(shí)@120km/h_+10度(dù)風(fēng)速下(xià)的(de)静(jìng)态变形量測試結果(guǒ)見(jiàn)图(tú)7-8。
图(tú)7 車身(shēn)左(zuǒ)側位(wèi)置2迎風(fēng)側@120km/h_+10度(dù)風(fēng)速下(xià)測試結果(guǒ)展(zhǎn)示
图(tú)8 車身(shēn)左(zuǒ)側位(wèi)置2迎風(fēng)側@120km/h_+10度(dù)風(fēng)速下(xià)静(jìng)态变形量測試結果(guǒ)
在(zài)背風(fēng)側时(shí)@120km/h_+10度(dù)風(fēng)速下(xià)


從測試結果(guǒ)可(kě)以(yǐ)看(kàn)到(dào),在(zài)背風(fēng)側时(shí)車身(shēn)右(yòu)側門(mén)系(xì)統位(wèi)置2處(chù)的(de)变形量均为(wèi)正(zhèng)方(fāng)向变形(即朝車外方(fāng)向变形和(hé)偏移),且(qiě)其(qí)最(zuì)大(dà)变形偏移量为(wèi)+1.0mm左(zuǒ)右(yòu),表示此(cǐ)时(shí)車門(mén)與(yǔ)車身(shēn)間(jiān)隙会(huì)变大(dà),處(chù)在(zài)車門(mén)與(yǔ)車身(shēn)之(zhī)間(jiān)的(de)密封(fēng)胶(jiāo)条(tiáo)處(chù)于(yú)非(fēi)壓缩狀态或(huò)者(zhě)壓缩量会(huì)減小,車門(mén)系(xì)統的(de)動(dòng)态密封(fēng)性(xìng)能(néng)会(huì)变差。这(zhè)个(gè)測試結果(guǒ)與(yǔ)理(lǐ)論和(hé)實(shí)際上(shàng)車在(zài)背風(fēng)側时(shí)車門(mén)会(huì)因(yīn)为(wèi)車內(nèi)壓力高(gāo)于(yú)車外壓力而(ér)表現(xiàn)出(chū)關(guān)門(mén)密封(fēng)壓緊力降低(dī),导致(zhì)車門(mén)会(huì)向車外方(fāng)向变形偏移是(shì)一(yī)致(zhì)的(de)。
中(zhōng)國(guó)汽研風(fēng)洞(dòng)中(zhōng)心(xīn)已熟练掌握和(hé)應(yìng)用(yòng)風(fēng)洞(dòng)內(nèi)汽車車門(mén)系(xì)統静(jìng)态变形量(偏移量)測試技術(shù),經(jīng)验(yàn)證其(qí)測試精度(dù)高(gāo)达(dá)0.1mm,这(zhè)樣(yàng)的(de)測試精度(dù)对(duì)處(chù)在(zài)風(fēng)洞(dòng)气(qì)流中(zhōng)受气(qì)流激勵作(zuò)用(yòng)的(de)車門(mén)系(xì)統变形偏移量来(lái)说(shuō)完全滿足,而(ér)且(qiě)測試結果(guǒ)與(yǔ)理(lǐ)論和(hé)實(shí)際都相吻合,精确可(kě)信(xìn)。这(zhè)項測試技術(shù)对(duì)車門(mén)系(xì)統的(de)動(dòng)态密封(fēng),車內(nèi)風(fēng)噪和(hé)聲品質(zhì)的(de)控制均有(yǒu)着极(jí)为(wèi)重(zhòng)要(yào)的(de)作(zuò)用(yòng),歡迎業內(nèi)同(tóng)行咨詢合作(zuò)。
原創:张(zhāng)東(dōng)興
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