噪聲與振動的分析是車身感知的一部分，最能體現(xiàn)汽車的駕乘舒適性和科技感，是汽車界最活躍的研究領(lǐng)域之一。在汽車設(shè)計研究與開發(fā)過程中作用愈為重要，汽車制造商為了提升汽車車內(nèi)舒適度都積極開展相關(guān)研究。

    車門是汽車車身重要的組成部分，由車門門體、車門附件和內(nèi)飾件等組成，作為開閉件，車門要滿足剛度、強度和疲勞等性能要求，又要滿足乘員上下車便利、視野性和密封性等性能要求。

    在車門開啟或關(guān)閉時，如果抖動衰減時間較長，使人感覺不舒服，嚴重影響對車品質(zhì)的主觀評價。分析其產(chǎn)生的原因，可能有以下幾點：

    1、車門與車身的連接剛度不足，容易導(dǎo)致低頻信號被激勵起來；

    2、后車門鎖扣與鎖配合不順暢，開啟時，可能會增加激勵力；

    3、后車門密封條接觸不良，也是導(dǎo)致額外激勵的一個原因。

    對車門結(jié)構(gòu)進行振動分析，通過比對理論模態(tài)與試驗數(shù)據(jù)，可優(yōu)化材料使用，優(yōu)化車門結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保達到車門噪聲與振動控制的要求。

    三維光學(xué)測量解決方案

    某汽車研究院為了掌握汽車車門結(jié)構(gòu)振動的固有頻率及振型，利用新拓三維的XIDIC三維全場應(yīng)變變形測量系統(tǒng)，測量車門在開啟、關(guān)閉過程中的振動變形，為減振材料性能驗證，分析振動幅度，檢驗車門的力學(xué)性能提供數(shù)據(jù)支撐。

    車門振動測試試驗的目的，歸納起來主要有以下幾個方面：

    1、檢查車門在使用過程中的振動特性，以驗證理論模態(tài)；

    2、測量車門的動態(tài)響應(yīng)特性，進行減振動設(shè)計，并為產(chǎn)品的改進設(shè)計提供依據(jù)；

    3、分析振動產(chǎn)生的原因，尋找振源，以便有效地采取減振和隔振措施；

    4、對運動中的車門進行振動檢測，以改進材料的使用，改進結(jié)構(gòu)設(shè)計，提升汽車駕乘舒適度。

    測量過程

    采用XTDIC三維全場應(yīng)變變形測量系統(tǒng)對車門使用過程進行測量，測量幅面為1000mmX1000mm，XTDIC系統(tǒng)兩臺高分辨率工業(yè)相機實時捕捉車門開啟、關(guān)閉時的圖片數(shù)據(jù)，通過立體匹配、三維重建，分析車門的振動變形情況。

    圖：車門振動實驗現(xiàn)場

    表：技術(shù)指標

    有別于傳統(tǒng)的接觸式變形應(yīng)變測量，XTDIC系統(tǒng)不需黏貼傳感器，可避免人為或材質(zhì)本身，造成感測片貼合不牢，或者無法黏貼，因而造成測量數(shù)據(jù)不準確，或者無法測量。

    由于不使用實體傳感器，XTDIC系統(tǒng)可采集高密集的點云數(shù)據(jù)，空間分辨率高，一次可測量大范圍的振動位移數(shù)據(jù)，振動位移集中區(qū)域的測量數(shù)據(jù)更為全面，這是傳統(tǒng)測量工具所做不到的。

    數(shù)據(jù)分析

    下圖為車門標志點的位移變形云圖，可以清楚觀測到車門不同區(qū)域的變形趨勢及詳細數(shù)據(jù)，以試驗測量數(shù)據(jù)支撐模態(tài)分析。

    圖：變形示意圖

    任取一點，進行車門運動過程的振動位移分析，并繪制運動位移曲線：

    圖：運動曲線

    本次試驗測量了車門在開啟、關(guān)閉過程的振動位移，采用XTDIC系統(tǒng)能夠快速、同時采集開、關(guān)門過程中車門的振動變形，XTDIC系統(tǒng)全場測量的優(yōu)勢，測量精度能很好地滿足實際測量的需求?；赬TDIC分析軟件對采集的數(shù)據(jù)進行計算分析，并將變形示意圖、位移運動曲線簡單、清晰地呈現(xiàn)出來。

    車門振動性能的優(yōu)劣，將直接影響整車的NVH（噪聲、振動、聲振粗糙度）性能，進而影響乘客的乘坐舒適性。車門會在各種激勵作用下產(chǎn)生振動，車門結(jié)構(gòu)設(shè)計及匹配不當(dāng)，如激勵源頻率與車門固有頻率接近時，就會出現(xiàn)共振現(xiàn)象。因此，研究車門的振動特性，并針對振動問題對車門結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計研究具有重要意義。