一种冷却系统模态频率识别方法及测试工装与流程

1.本发明涉及汽车振动与噪声控制技术领域，具体涉及一种冷却系统模态频率识别方法及测试工装。


背景技术：

2.随着我国汽车工业的飞速发展，模块化设计已经成为衡量各大主机厂设计能力的关键指标。模块化设计使系统集成性更高，同时降低生产成本和装配成本。车辆动力及舒适性配置的不断增加随之也带来了冷却系统的布置和安装问题，冷却系统模块化极大的优化了布置和安装问题，对汽车轻量化也有一定贡献，但对整车上进行冷却系统模态识别造成了一定干扰，冷却系统模态频率与发动机模态频率避频问题成为优化怠速抖动的关键因素之一。模态分析对于提高汽车的可靠性和nvh性能有着十分重要的意义。
3.目前，整车状态下冷却系统由于重力作用对减震垫压缩量较难计算，实际等效动刚度计算较为困难，导致cae分析结果与实际模态结果有较大差异，不能快速准确的识别冷却系统模态频率，无法有效规避与发动机怠速耦合引起的共振风险。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种冷却系统模态频率识别方法及测试工装，可以快速准确识别冷却系统模态频率。
5.为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案来实现的：一种冷却系统模态频率识别方法，包括：
6.测量冷却系统的长度和宽度、gor框架的长度和宽度以及防撞梁的长度和宽度；
7.按照设定的扭矩将冷却系统、gor框架以及防撞梁按照整车状态进行装配得到前端模块；
8.将前端模块预装于冷却系统模态频率测试工装上进行装配，以模拟所述前端模块的整车装配状态；
9.安装及调试激振器，根据测量的冷却系统、gor框架和防撞梁各自的长度和宽度及所在坐标，在simcenter testlab软件中对其进行建模；
10.根据建模位置布置加速度传感器，利用激振器进行模态测试，用polymax modal anasysis进行模态识别。
11.进一步的，所述测量冷却系统的长度和宽度的步骤中包括测量中冷器的长度和宽度、散热器的长度和宽度以及冷却风扇的长度和宽度。
12.进一步的，在simcenter testlab软件中对其进行建模的步骤之后，还包括通过启动激振器工作对两侧测点进行互异性检查。
13.一种冷却系统模态频率测试工装，用于固定整车的前端模块，所述前端模块包括gor框架、冷却系统和防撞梁，所述gor框架包覆所述冷却系统的四周，用于实现所述的冷却系统模态频率识别方法，所述测试工装包括：
14.至少两组工装支架，分布于所述前端模块的两侧，所述gor框架固定于所述工装支架之间，所述冷却系统固定于所述gor框架内，所述防撞梁固定于所述工装支架的一侧，以模拟所述前端模块的整车装配状态；
15.固定块，用于固定激振器，所述激振器连接所述冷却系统。
16.进一步的，所述冷却系统包括中冷器、散热器以及冷却风扇，以设定的扭矩将中冷器、散热器、冷却风扇、gor和防撞梁按照整车正常状态进行装配。
17.进一步的，所述防撞梁左右两侧安装点距离与所述工装支架的中心间距相同，以保持整车状态。
18.进一步的，所述防撞梁与所述工装支架通过螺栓连接。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
20.1)提供一种前端模块固定装置，能够简单快速的固定前端模块，保持与整车姿态一致，基于该装置可以帮助测试工程师快速完成冷却系统模态台架测试及准确识别冷却系统相关模态；
21.2)可以实现快速更换冷却系统减震垫及验证不同动刚度减震垫对冷却系统模态的影响，为整车nvh开发提供判断依据。
22.本发明的附加方面与优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
23.本发明的上述与/或附加的方面与优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显与容易理解，其中：
24.图1为本发明实施例一中冷却系统、gor和防撞梁建模示意图；
25.图2为本发明实施例一中冷却系统模态台架测试综合频响示意图；
26.图3为本发明实施例二中测试工装的结构示意图；
27.图4为本发明实施例二中测试工装的工装支架剖视结构示意图。
28.附图元器件符号说明：
29.前端模块10、gor框架11、冷却系统12、防撞梁13、工装支架20、激振器30、固定块40。
具体实施方式
30.为使本发明的目的、特征与优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
31.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造与操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.实施例一
33.本发明实施例一提供一种冷却系统模态频率识别方法，识别方法包括以下步骤：
34.s01、测量冷却系统的长度l和宽度w，gor框架的长度l1和宽度w1以及防撞梁的长度l2和宽度w2，其中测量冷却系统的长度l和宽度w还包括测量冷却系统中中冷器的长度l3和宽度w3、散热器的长度l4和宽度w4以及冷却风扇的长度l5和宽度w5；
35.s02、按照设定的扭矩将冷却系统、gor框架以及防撞梁按照整车状态进行装配得到前端模块；
36.s03、安装及调试激振器，根据测量的冷却系统、gor框架和防撞梁各自的长度和宽度及所在坐标，在simcenter testlab 18软件中对其进行建模，建模后启动激振器工作对两侧测点进行互异性检查，以确保两侧测点的曲线基本重合，在simcenter testlab 18软件中的建模示意图如图1所示；
37.s04、根据建模位置布置加速度传感器，利用激振器进行模态测试，用polymax modal anasysis进行模态识别。
38.结构系统在受外界瞬态激励时，将按特定频率发生振动，该特定频率被称为结构的固有频率。固有频率的计算公式为其中k为其上减振垫k1和下减振k2综合的等效动刚度。
39.冷去模块模态可以测量冷去模块频响函数，一般来说，频响函数是指输出响应x(f)和输入激励f(f)之比，即将时域数据经过快速傅里叶变换，频响函数如下：
[0040][0041]
经过激振器测试后可以得到冷却系统模态台架测试综合频响函数，其冷却系统模态台架测试综合频响示意图如图2所示。用polymax modal anasysis进行模态识别分析，再计算auto
‑
mac，查看mac矩阵，当矩阵值小于30％时，其模态结果才是可信的，综合矩阵值和模态振型表现可以识别出冷却系统模态。
[0042]
根据以上冷却系统模态频率识别方法识别出的冷却系统模态，与发动机怠速(以四缸发动机为例，主要为发动机2阶频率)激励合理避频，若冷却系统模态频率与发动机怠速激励耦合，则可以通过调整冷却系统减震垫与发动机怠速激励合理避频。
[0043]
本实施例提供的一种冷却系统模态频率识别方法可以帮助测试工程师快速完成冷却系统模态台架测试及准确识别冷却系统相关模态，为规避与整车怠速耦合引起的共振风险，可以实现快速更换冷却系统减震垫及验证不同动刚度减震垫对模态的影响，为整车nvh开发提供判断依据。
[0044]
实施例二
[0045]
请参阅图3
‑
4，本发明实施例二提供了一种冷却系统模态频率测试工装，用于固定整车的前端模块，前端模块10包括gor框架11、冷却系统12和防撞梁13，gor框架11包覆冷却系统12的四周，用于实现冷却系统模态频率识别方法，测试工装包括工装支架20和固定块
40，至少设有两组工装支架20，分布于前端模块10的两侧，gor框架11固定于工装支架20之间，冷却系统12固定于gor框架11内，防撞梁13固定于工装支架20的一侧，以模拟前端模块10的整车装配状态，固定块40用于固定激振器30，激振器30连接冷却系统12。
[0046]
冷却系统12的中冷器、散热器、冷却风扇与gor框架11和防撞梁12按照设定的扭矩进行整车正常状态装配。
[0047]
工装支架20至少设有两组，分布于冷却系统12的两侧，工装支架20放置于水平地面，且工装支架20的中心间距与防撞梁13左右两侧安装点距离相同，用于模拟整车状态，防撞梁13通过螺栓与工装支架20连接，紧固连接的同时方便拆卸。
[0048]
冷却系统12上有两个测点，两个测点分别与激振器30连接，按照整车的状态装配好前端模块10后，通过启动激振器30，对两侧测点进行互异性检查。
[0049]
本实施例的提供了一种冷却系统模态频率测试工装，用于固定整车的前端模块装置，能简单快速的固定前端模块，与整车状态保持一致，基于该测试工装可以帮助测试工程师快速完成冷却系统模态台架测试及准确识别冷却系统相关模态。
[0050]
在本发明中，除非另有明确的规定与限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的与所有的组合。
[0051]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0052]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体与详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形与改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。