汽車(chē)車(chē)門(mén)動(dòng)態(tài)變形量測(cè)試系統(tǒng)可以精準(zhǔn)測(cè)試車(chē)門(mén)與車(chē)身之間位置以及相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而了解密封條的壓縮量是否滿(mǎn)足極限工況的要求，對(duì)提升改善車(chē)內(nèi)風(fēng)噪性能和聲品質(zhì)有著至關(guān)重要的指導(dǎo)意義和作用。本期將介紹風(fēng)洞內(nèi)汽車(chē)車(chē)門(mén)動(dòng)態(tài)變形量測(cè)試技術(shù)。

一、 技術(shù)簡(jiǎn)介

汽車(chē)車(chē)門(mén)動(dòng)態(tài)變形量測(cè)試是在氣流激勵(lì)下對(duì)汽車(chē)車(chē)門(mén)的變形偏移量進(jìn)行的量化測(cè)試。汽車(chē)的車(chē)門(mén)系統(tǒng)會(huì)受到氣流的激勵(lì)，導(dǎo)致車(chē)內(nèi)外出現(xiàn)壓力差，從而引發(fā)車(chē)門(mén)的偏移。嚴(yán)重的情況下會(huì)引發(fā)密封條的失效，導(dǎo)致車(chē)內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的風(fēng)噪問(wèn)題。因此風(fēng)洞內(nèi)汽車(chē)車(chē)門(mén)動(dòng)態(tài)變形量（也稱(chēng)偏移量）測(cè)試對(duì)了解車(chē)門(mén)系統(tǒng)的剛度模態(tài)，車(chē)門(mén)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)密封，車(chē)門(mén)密封膠條的壓縮量，車(chē)門(mén)與車(chē)身間位置的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及提升改善車(chē)內(nèi)風(fēng)噪性能和聲品質(zhì)有著至關(guān)重要的指導(dǎo)意義和作用。

二、測(cè)試設(shè)備介紹

本次汽車(chē)風(fēng)洞車(chē)門(mén)動(dòng)態(tài)變形量測(cè)試采用如本科技的VDA視覺(jué)位移分析儀進(jìn)行，其核心技術(shù)是數(shù)字圖像關(guān)聯(lián)和跟蹤（Digital Image Correlation），采用跟蹤和圖像配準(zhǔn)技術(shù)對(duì)圖像變化進(jìn)行準(zhǔn)確的2D和3D測(cè)量。該方法通常用于測(cè)量多點(diǎn)振動(dòng)以及全場(chǎng)位移和應(yīng)變，能夠使用數(shù)字圖像相關(guān)性技術(shù)提供瞬時(shí)或平均數(shù)據(jù)，測(cè)試距離10米時(shí)，精度達(dá)到0.01mm，采樣頻率最高500Hz。

圖1  VDA變形量測(cè)試系統(tǒng)

三、系統(tǒng)標(biāo)定結(jié)果

為了驗(yàn)證變形量測(cè)試系統(tǒng)的精度，我們?cè)跍y(cè)試車(chē)輛的表面粘貼厚度1.0mm以及2.0mm的磁吸貼板，分別去除這兩塊磁吸貼板，測(cè)量車(chē)輛表面靶點(diǎn)的位移變化，測(cè)試結(jié)果表明：此系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，滿(mǎn)足測(cè)量要求。

圖2 系統(tǒng)標(biāo)定測(cè)試結(jié)果

四、實(shí)車(chē)測(cè)試結(jié)果展示

本文以Hyundai ix35在風(fēng)洞內(nèi)車(chē)門(mén)動(dòng)態(tài)變形量測(cè)試為例介紹展示測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)，在測(cè)試區(qū)域左前門(mén)框上角、左前門(mén)框A柱區(qū)域、B柱區(qū)域以及左前門(mén)框下部區(qū)域設(shè)置測(cè)量靶點(diǎn)，具體測(cè)點(diǎn)位置如圖3所示。測(cè)試是風(fēng)速?gòu)?增加至120km/h，穩(wěn)定一定時(shí)間后增加至140km/h，最后再增加至160km/h，測(cè)試偏航角-20°（左側(cè)車(chē)門(mén)處于背風(fēng)區(qū)域）。

圖3  測(cè)點(diǎn)位置示意圖

圖4顯示不同測(cè)點(diǎn)的位移變化量：風(fēng)速?gòu)?增加至120km/h，不同測(cè)點(diǎn)的Z向（垂直于車(chē)門(mén)的方向）位移從0增加至10mm；風(fēng)速增加至140 km/h，測(cè)點(diǎn)位移增加至15mm；風(fēng)速增加至160 km/h，測(cè)點(diǎn)位移增加至20mm。

圖4不同測(cè)點(diǎn)的位移變化量

從測(cè)試結(jié)果可以看出：測(cè)試車(chē)輛隨著風(fēng)速的增加，不同區(qū)域的變形量都很大(超過(guò)10mm的垂直位移變化量)，主要是由于車(chē)輛的懸架系統(tǒng)在風(fēng)速的激勵(lì)下車(chē)輛整體發(fā)生的位移變化量。但是我們通常關(guān)心的車(chē)門(mén)變形量是指：車(chē)門(mén)系統(tǒng)相對(duì)于鈑金的變化量，因?yàn)檫@部分相對(duì)位移量會(huì)影響密封條的性能，從而影響車(chē)內(nèi)的風(fēng)噪性能。因此我們需要得出不同測(cè)點(diǎn)相對(duì)于車(chē)輛鈑金的位移變化量，從而評(píng)估密封條對(duì)風(fēng)噪性能的影響。

圖5展示不同測(cè)點(diǎn)位置相對(duì)于1點(diǎn)（鈑金處）的位移變化量，從結(jié)果可以看出：風(fēng)速?gòu)?增加至120km/h，左前側(cè)窗門(mén)框（測(cè)點(diǎn)2）上角以及左前側(cè)窗玻璃（測(cè)點(diǎn)3）上角相對(duì)于鈑金（測(cè)點(diǎn)1）的位移變化從0增加至0.8mm，左前側(cè)窗門(mén)框（測(cè)點(diǎn)11）A柱區(qū)域以及左前側(cè)窗玻璃（測(cè)點(diǎn)12）A柱區(qū)域的位移變化從0增加至1.0mm；風(fēng)速增加至140km/h，左前側(cè)窗門(mén)框（測(cè)點(diǎn)2）上角以及左前側(cè)窗玻璃（測(cè)點(diǎn)3）上角相對(duì)于鈑金（測(cè)點(diǎn)1）的位移增加至1.0mm，左前側(cè)窗門(mén)框（測(cè)點(diǎn)11）A柱區(qū)域以及左前側(cè)窗玻璃（測(cè)點(diǎn)12）A柱區(qū)域的位移增加至2.0mm；風(fēng)速增加至160km/h，左前側(cè)窗門(mén)框（測(cè)點(diǎn)2）上角以及左前側(cè)窗玻璃（測(cè)點(diǎn)3）上角相對(duì)于鈑金（測(cè)點(diǎn)1）的位移增加至1.8mm，左前側(cè)窗門(mén)框（測(cè)點(diǎn)11）A柱區(qū)域以及左前側(cè)窗玻璃（測(cè)點(diǎn)12）A柱區(qū)域的位移增加至3.0mm。

圖5不同測(cè)點(diǎn)相對(duì)于測(cè)點(diǎn)1（鈑金位置）的位移變化量

五、總結(jié)

1、在風(fēng)速160km/h以及偏航角-20°的情況下，左前側(cè)窗上角位移變化量1.8mm；A柱區(qū)域的位移變化量為3.0mm；

2、中國(guó)汽研風(fēng)洞中心掌握和應(yīng)用風(fēng)洞內(nèi)汽車(chē)車(chē)門(mén)動(dòng)態(tài)變形量（偏移量）測(cè)試技術(shù)，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證其測(cè)試精度滿(mǎn)足測(cè)量要求。這項(xiàng)測(cè)試技術(shù)對(duì)車(chē)門(mén)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)密封，車(chē)內(nèi)風(fēng)噪和聲品質(zhì)的控制均有著極為重要的作用。