复杂结构振动测试|南京维提思激光测振仪基于汽车差速器的模态分析
随着激光技术和数字信号处理技术的迅速发展,激光测振仪具有能实现较远距离非接触式测量、速度快、精度高、量程大、抗干扰能力强等突出优点,在航空航天、汽车制造、兵器船舶等行业得到迅速的推广应用。
目前我国汽车行业处于高速发展阶段,中国汽车产业在自主创新方面大步迈进,取得了突出成就,自主创新已成为众多车企的共识,但缺少对核心部件测试技术的关注,自主创新的核心技术还亟待突破,因此开展激光测振仪在汽车部件测试上的应用研究十分重要。
卡车差速器由于其形状结构复杂,表面多是曲面、凹槽,对测量系统的精度、准确性提出了极高的要求。同时针对这些高性能部件的可靠性应用中,对其振动模态特性的深入研究变的越来越重要,也是为设计提供改性改型的最要支撑依据。
为了准确得到差速器的模态特性,项目组搭建了一套高精度振动测试及分析系统。该测试系统基于随机信号采用激振器对差速器实现强迫振动,使其各阶模态激发出来,同时试验过程中基于有限元方法进行分析,确保试验结果的有效性。
本试验使用的是南京维提思公司VSM4000-SCAN二维扫描激光测振仪,沿差速器周向、轴向及径向共设置41个测点,以确保测量的振型识别度。通过测量分析,得到了差速器前20阶模态特性,从测量结果可以发现,针对汽车差速器等复杂结构,南京维提思激光测振仪可有效的完成响应测量,测得频响函数能较好的反应结构特性。
同时,为了验证模态测量的有效性,针对各阶模态进行了模态置信准则(MAC)的分析,以确定各阶模态的相关程度,结果表明MAC值基本满足>0.95的目标。
分析试验结果表明,针对复杂的异性结构,采用激光测振仪可以信噪比较高的振动位移信号和对应的频响函数,进而得到精度较高的模态测量结果。同时,南京维提思激光测振仪针对测量表面可直接测量,无需贴反光纸或涂反光漆,扫描过程从逐点信号拾取和采集到分析以及结果动画,整个过程流畅高效。扫描光斑极小(光斑直径小于100um),非常适合异性结构的测量。

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