浅析振动试验在某商用车前格栅结构设计的应用

丘云燕，屈明生

(东风柳州汽车有限公司，广西柳州 545000)

浅析振动试验在某商用车前格栅结构设计的应用

丘云燕，屈明生

(东风柳州汽车有限公司，广西柳州 545000)

汽车零部件可靠性是汽车产品品质的重要指标。由于商用车行驶道路复杂多变，前格栅的材料属性和安装位置决定了它对抗振性能要求更高。对某商用车前格栅结构进行振动试验，根据实验结果进行前格栅结构改进，以提高产品的可靠性。

振动试验；商用车；前格栅；结构改进

0 引言

随着汽车产业的飞速发展，汽车用户对产品的要求越来越高,包括对外观造型和品质可靠的追求。商用车发动机罩上的前格栅相当于商用车的嘴和鼻子，除了影响到商用车的脸部外观形象，而且还起到给发动机进风及散热的作用。故设计出一款既美观又可靠的前格栅在商用车产品设计中显得尤为重要。文中通过振动试验对商用车前格栅结构进行分析及改进。

1 振动试验的重要性

由于汽车长期在公路上行驶，所行驶道路复杂多变，对汽车各零部件的振动性能提出了很高的要求。商用车前格栅为安装在发动机罩上的塑料件，其材料属性及安装位置导致车辆在行驶过程中容易出现振动较大导致前格栅开裂的故障现象。故在汽车研发期间，需对前格栅的结构进行振动试验验证，即使用振动测试设备模拟产品在运输、安装及使用环境下可能会遭遇到的各种振动环境，以此验证产品承受各种环境振动的能力是否满足使用要求。

2 振动试验

2.1 试验设备的选择

振动试验设备必须是经计量检定合格的满足试验要求的设备。此次试验设备(见图1)型号：ES-180-650，主要技术参数如下：

振动频率范围：2～2 200 Hz；

正弦、随机激振力：180 kN；

额定随机推力：14.7 kN(RMS)；

最大加速度：1 000 m/s2；

最大位移：51 mm(峰峰值)；

最大速度：2.5 m/s；

最大载质量：2 000 kg。

2.2 振动试验条件的选择

按前文参照日本汽车工业标准JIS D1601-1995《汽车零部件振动试验方法》及东风柳州汽车有限公司的企业标准Q/LQB C-93-201《汽车零件振动试验方法》，商用车前格栅按汽车种类分类属于第3种货车系列，按安装方式分类属于安装在B种车体发动机室上，且一般商用车驾驶室上的零部件按阶段45试验条件进行试验。

共振点检测试验条件如表1所示。定频振动试验条件。无共振时,按表2所示的试验条件进行定频振动试验。有共振时，按表3所示的试验条件进行定频振动试验。各振频率对应的振幅曲线如图2所示。

表1 共振点检测试验条件

表2 无共振时定频振动试验条件

表3 有共振时定频振动试验条件

2.3 振动试验过程

将前格栅按照实车状态安装至发动机罩上，再将发动机罩安装至振动试验设备，加速度主控制传感器粘贴在振动台体上，监控传感器粘贴到样件上。

2.3.1 共振点检测试验

按表1所示条件进行共振点检测试验，试验曲线见图3。

从振动试验曲线清楚地看到：前格栅在上下方向共振频率为17.8 Hz，前后方向共振频率为15.2 Hz，左右方向共振频率为17.7 Hz。

2.3.2 定频振动试验

根据图3所示曲线，查找前格栅在上下方向共振点17.8 Hz、前后方向共振点15.2 Hz、左右方向共振点17.7 Hz对应的试验振幅为2.2 mm,故定频试验按表4所示的试验条件进行。

表4 最终确定的定频试验条件

2.4 试验结果分析

振动试验完成后，对样件进行拆解分析，发现前格栅本体边沿存在轻微裂缝，详见图4。

3 前格栅结构改进及验证

通过对试验过程的观察及试验结果的分析，发现前格栅本体强度不够，在振动试验过程中晃动较大，容易产生开裂现象。细节决定品质，作者通过对前格栅本体结构进行分析，决定在前格栅本体上增加加强筋，改进设计见图5。

前格栅结构改进后，作者按第2节所述实验方法对改进件进行试验，试验完成后发现前格栅本体并未出现开裂等质量故障，试验结果符合技术要求。

前格栅结构改进件通过振动试验后，仍需继续进行其他台架试验和整车路试，文中就不一一论述。

4 结论

通过对商用车前格栅进行振动试验分析及结构设计改进，得出以下结论：

(1)汽车零部件振动试验是产品品质验证的重要手段，建议在汽车研发期间尽可能对汽车零部件进行振动试验，提高产品可靠性。

(2)进行汽车零部件振动试验必须尽可能模拟实车状态，选择合理的振动试验条件，才能使试验数据更具有实际参考意义。

(3)对于前格栅等塑料壳体件，在实际使用过程中，振动较为剧烈，甚至容易产生共振现象，在设计时可考虑利用加强筋加固结构。

【1】刘道标，宦海祥.振动试验方法的研究及发展趋势[J].环境技术,2006,24(3):21-25.

【2】房熠泽.汽车塑料零部件设计技术研究[D].南京:南京理工大学,2005.

【3】李奇志.环境振动试验若干技术研究[D].南京:南京航空航天大学,2013.

Application of Vibration Test on the Structure Design of a Commercial Vehicle Front Grille

QIU Yunyan, QU Mingsheng
(Dongfeng Liuzhou Motor Co., Ltd., Liuzhou Guangxi 545000,China)

Automobile parts’ reliability is the important indicator of automobile product quality.Due to the complex driving road, the commercial vehicle front grille’ material properties and installation position determine high requirement to its vibration resistant performance. Taking a commercial vehicle front grille as object, vibration tests were made, the structure was improved according to the analysis results.Then the product reliability is improved.

Vibration test; Commercial vehicle; Front grille; Structure improvement

2016-05-27

丘云燕(1986—)，女，本科，主要负责汽车零部件试验工作。E-mail：jingyun1113@163.com。

U467.1+2

A

1674-1986(2016)06-036-03