鐳射測振儀在汽車領域的開發、振動分析和測試_瑞世佳華

在汽車行業，向電動汽車的轉變正在加速。在產品開發過程中從做方案到系列化生產的時間越來越短。大部分新部件和輕質結構需要進行振動分析。

即使零件和整個元件能夠透過數值模擬檢查其屬性，但仍然需要對實際物體進行實際的測量來驗證這些模擬資料。非接觸測量技術，如鐳射測振技術，其優點是不影響部件的振動，在很短的時間內，不需很多工作量就可以獲得非常好的結果。

Optomet紅外技術優越的訊號質量保證了即使在有問題的低反射表面上也能產生最好的測量結果。這使得該裝置適合於測量任何元件，無需考慮其材料或光學反射率和性質。Optomet的易用性和強大的測量能力，及簡單易用的軟體可節省寶貴的時間，並有助於縮短開發時間。

無論您的非接觸式振動測量是在風洞中、在旋轉試驗檯上、還是在聲學實驗室中、在試驗模態試驗中、或在感測器或驅動器等元件的開發中，Optomet團隊將很樂於為您在選擇合適的測振解決方案及執行您的測量任務時提供支援。

氣動聲學

氣動聲學研究氣流引起的噪聲。湍流以及流經結構和在結構周圍流動會在元件上產生振動。這些振動反過來又導致了聲波的產生和發射，部分導致了人們不期望的噪聲。由於越來越嚴格的噪聲排放法規對噪聲最小化設計的必要性越來越大。

在航空航天和汽車工業中，降噪尤為重要。例如，噪聲源包括飛機上的發動機噪聲或機動車輛和高速列車上的風噪聲。隨著其他噪聲源的減少或消除，這些由流動引起的噪聲被認為是破壞性越來越大，這一點從電動對內燃機的替代中可以明顯看出。

被感知為噪音的空氣傳播的聲音是由麥克風或整個麥克風陣列測量的。然而，如果需要識別可能的聲源時，需要具有更好空間解析度的測量方法，例如掃描鐳射多普勒測振法。

利用Optomet鐳射掃描測振儀，可以無接觸、高精度地對小型結構和整車進行檢測。使用方便的OptoSCAN軟體使測量能夠快速進行，並提供了一系列有意義的分析評估，獲得清晰的二維和動畫顯示。例如，振動形式與空氣噪聲中記錄的頻率之間的相關性可以用來得出關於聲音產生的位置和型別的重要結論，並且可以採取適當的構造措施來抑制噪聲。

Optomet掃描振動儀的紅外鐳射技術（SWIR）保證了足夠的反射訊號，即使測量距離超過10米也能進行可靠的振動測量。即使是黑暗或反射彎曲的測量表面，也可以在不進行反射增強處理的情況下進行測量。也可以穿過測振儀和測量物件之間的厚玻璃表面進行無損傷測量。

制動聲學

負載下制動器的動態行為對於制動系統的總體評估至關重要。制動噪音，制動尖叫聲和整個制動聲音對車輛的效能和舒適性都有重要影響。過早和意外的磨損跡象可能會嚴重削弱制動系統的效率，進而損害行駛安全性。

乘員的舒適性在汽車開發中也越來越重要，對於購車者來說，尤其是在高檔車市場，聲學舒適性通常是一個重要考慮因素。此外，隨著其他噪音源越來越多地被消除，剎車噪音就越令人煩惱，例如，當內燃機越來越多地被電力驅動所取代時。

制動尖叫的原因是制動盤和制動片之間的摩擦，以及由此引起的對人耳感覺不舒服的頻率下的振動模式。在制動器開發中，利用有限元模型來確定此類模態，並透過適當調整制動器幾何結構或其他設計措施來抑制制動尖叫發生。

Optomet掃描鐳射多普勒測振儀可以對制動盤、制動片和制動鉗表面上發生的振動形式進行非接觸式檢測、分析和三維動畫顯示。這使得有限元模型計算能夠精確地與實際振動行為進行比較和驗證。

為了研究制動器的動力學特性，可以用模態力錘激勵制動器振動，也可以在工作條件下測量制動器的振動。第一種方法提供了制動系統的所有模態，但忽略了緊韌體和聯軸節對振動特性的影響，以及在行駛過程中的典型模態。在第二種方法中，利用掃描鐳射技術，在儘可能接近真實情況的條件下，對制動盤、制動片和制動卡鉗組成的制動試驗檯動態系統進行操作振動分析。然而，針對吱吱聲的激勵通常不能輕易地重複進行。使用Optomet掃描鐳射振動儀，可以自動將測量限制在實際發生吱吱聲的時間視窗內。這使測試過程變得相當容易，並節省了時間。

Optomet 的SWIR鐳射測振技術非常適合於車輛結構中制動系統和部件的測量。與傳統的基於氦氖的系統相比，Optomet解決方案的優勢在試驗檯架上測量旋轉制動盤時尤為明顯。對SWIR和氦氖測振儀的背靠背測試表明，由於噪聲水平過高，氦氖系統無法提供足夠高信噪比的測量資料。要測試的共振消失在噪聲中。Optomet SWIR鐳射測振技術的使用帶來了巨大的改進，在這些應用中，可以提供比共振峰低40分貝到50分貝的噪聲水平的資料結果。

電動驅動

現代汽車有許多內建的電動驅動裝置，其中一些裝置是在車內乘客的直接感知區域，如電動車窗、電動天窗、車外後視鏡伺服電機、雨刷電機或座椅調節器。其他驅動裝置在沒有被直接察覺的情況下執行，如燃油和冷卻液泵或鼓風機電機。

除了他們期望的功能，這些驅動器也會產生令人討厭的噪音源。特別是在電動或混合動力汽車中，內燃機作為主要噪音源之一被消除後，這種無關的噪音就變得清晰可辨。

Optomet測振儀是協助開發和測試工程師定位、視覺化、量化和消除這些不良噪聲源的理想裝置。

觸控顯示器

在平板電腦和智慧手機的時代，我們早已習慣了刷卡而不是打字。然而，許多使用者發現很難在虛擬鍵盤上打字，因為他們無法看到指尖接觸觸控式螢幕的哪個點。

當在車輛執行過程中使用觸控式顯示器時，會出現安全問題。一種解決方案是觸控顯示器，它使按鍵和滑動控制在顯示器上能夠物理感知。它們在使用者執行命令時向用戶的手指提供觸覺反饋，而無需檢視螢幕。

Optomet鐳射多普勒測振儀是觸控顯示器開發過程及生產質檢中不可缺少的工具。

NVH測試

煩人的噪聲是從哪裡來的？

尤其對於車輛， 由眾多的部件組成，不免會發生很多不期望的振動，駕駛員和他的乘客將其視為令人討厭的噪聲。工程師使用代表“噪聲，振動，粗糙度”的所謂NVH測試，對聲源進行定位，然後將其消除。目的是為使用者提供最舒適，最最佳化噪音的產品。

Optomet鐳射掃描測振儀具有空間解析度高、任意表面信噪比高等特點，特別適合於聲振源的定位。

藉助簡單直觀的測量軟體，直觀的3D測量資料視覺化以及快速的自動掃描過程，可以在很短的時間內測試產品表面。

顯示和匯出測量資料的眾多選項有助於與同事溝通。例如，根據這些結果，工程師可以重新考慮部件連線或幾何結構，並在適當的位置增加阻尼。

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