Trillingsmeting van voertuigcarrosserieën met Siemens

Zie meer · Weet meer.

Om te zien hoe een voertuigcarrosserie beweegt, moeten trillingsmetingen worden gekoppeld aan de oppervlakken die ze hebben voortgebracht. Tijdens een meetcampagne met Siemens in Leuven gebruikte Ommatidia draagbare optische meetapparatuur om een voertuig van Hyundai vanuit zeven gezichtspunten vast te leggen en deze beelden samen te brengen in een gemeenschappelijk geometrisch model. De volledige dataset van zeven gezichtspunten bevat 7.739 oppervlaktemeetpunten.

Het vastleggen van de gegevens voor het getoonde model nam iets meer dan een dag in beslag.

De resulterende visualisaties koppelen de lokale oppervlakterespons aan de bredere voertuiggeometrie, waardoor ingenieurs een ruimtelijk beeld krijgen van de trillingspatronen die zij onderzoeken.

Ons team is ingevlogen met de apparatuur en heeft de metingen op de testlocatie uitgevoerd met behulp van twee Q2 scannende laser-Doppler-vibrometers en een SpeedSync-referentie. Deze aanpak brengt optische trillingsmetingen naar het voertuig, in plaats van dat het voertuig naar een speciale meetinstallatie moet worden getransporteerd.

Bij een prototypetest is de technische vraag het uitgangspunt: welke panelen zijn van belang, welke frequentiebanden moeten worden onderzocht en welke toegang is er rond de structuur beschikbaar? Die keuzes bepalen de cameraposities en de vereiste dekking.

Eén enkel gezichtspunt kan niet elk oppervlak van een voertuig waarnemen. Metingen vanuit verschillende posities hebben daarom een gemeenschappelijke geometrische referentie nodig.

Referentiebollen boden gedeelde geometrische markeringen voor het uitlijnen en ‘stitchen’ van de afzonderlijke beelden. Hierdoor werden de zeven gezichtspunten in een gemeenschappelijk coördinatensysteem gebracht, waardoor lokale metingen werden gekoppeld aan de voertuiggeometrie en de ruimtelijke respons over de vastgelegde oppervlakken gemakkelijker te inspecteren was.

De zeven meetpunten bestrijken de voor- en achterdeuren aan elke zijde, de achterruit, de voorruit en het dak.

De gemeten geometrie levert lokale oppervlaktenormalen op: de richtingen die op elk punt loodrecht op het oppervlak staan. Deze normalen maken correctie mogelijk voor de projectie tussen de laserzichtlijn en de beweging van de oppervlaktenormaal. Voor deze dataset wordt de respons in de zichtlijn gedeeld door de cosinus van de invalshoek en ontbonden langs de oppervlaktenormaal, uitgaande van een beweging loodrecht op het oppervlak. Hierdoor wordt de gecorrigeerde respons in het gemeenschappelijke coördinatensysteem van het voertuig geplaatst.

Wanneer een toepassing een triaxiale snelheidskaart vereist, kunnen metingen van hetzelfde oppervlak worden gecombineerd vanuit ten minste drie onafhankelijke kijkrichtingen, met overeenkomstige punten, consistente fasereferenties en een geschikte meetgeometrie. Die mogelijkheid breidt de workflow uit naar drie-componenten snelheidsreconstructie. De voertuiganimaties hier maken gebruik van de oppervlaktenormaal-workflow.

De volledige dataset wordt geëxporteerd in Universal File Format (UFF), waarbij de gemeten puntgeometrie en de bijbehorende trillingsrespons in één op zichzelf staand bestand zijn gekoppeld. De export is voorbereid voor directe import in Simcenter Testlab en behoudt de associatie tussen elk oppervlaktepunt, de respons en de gemeenschappelijke referentie. Omdat de gemeten puntgeometrie met de responsen meereist, voorkomt deze export een afzonderlijke import van het onderdeelmodel en handmatige punt-naar-respons-associatie voor die geometrie. Door de informatie bij elkaar te houden, wordt tijd bespaard bij de datavoorbereiding voorafgaand aan de modale analyse, zodat ingenieurs zich kunnen concentreren op de structurele respons.

De video gaat van de meetopstelling naar twee voorlopige responsvisualisaties op 98,6 Hz en 176,9 Hz.

Bij deze frequenties tonen de animaties verschillende ruimtelijke patronen over de vastgelegde voertuigoppervlakken. Het zien van die patronen op de geometrie helpt ingenieurs te bespreken welke regio’s samen bewegen en waar de respons verandert over een paneel of tussen regio’s.

Afspelen maakt de ruimtelijke beweging eenvoudig te inspecteren; de snelheid en vervorming zijn illustratief en niet bedoeld als gekalibreerde fysieke tijd of verplaatsing.

De geselecteerde optische kanaalrespons hieronder koppelt trillingen aan de geregistreerde excitatie-stuurspanning. De H1-magnitude wordt uitgedrukt in (mm/s)/V, wat context biedt voor de frequentierespons naast de ruimtelijke visualisaties.

Voor werkzaamheden op het gebied van automotive noise, vibration and harshness (NVH) kan een ruimtelijke responstabel helpen bij het formuleren van de volgende technische vraag: welke regio moet nader worden onderzocht, welk frequentiebereik verdient aandacht en welke referentiemetingen of analyses zijn vervolgens nodig?

Dezelfde planningsaanpak kan worden gebruikt om de reikwijdte van optische trillingsmetingen op andere prototypen en structuren te bepalen. Begin met het doel, de vraag en de output die uw engineeringteam nodig heeft, en definieer vervolgens samen de optische dekking en analyse.

Ontdek de meetopstelling, multi-view stitching, responsvisualisaties en export-workflow in de applicatienota. Vul het downloadformulier in om deze te ontvangen.

Heeft u een voertuigprototype, paneel of structuur waarvan u de trillingen wilt begrijpen? Neem contact op met sales@ommatidia.tech met vermelding van het onderdeel of voertuig dat u wilt meten, het relevante frequentiebereik en de vraag die u beantwoord wilt hebben. We kunnen dan de meetdekking, toegang tot de locatie en de resultaten voor uw test bespreken.

Meetcampagne, geometrieregistratie en voorbereiding van gestitchte data: Ommatidia, in samenwerking met het Siemens-team in Leuven.

Voorlopige modale analyse en de responsvisualisaties op 98,6377 Hz en 176,8765 Hz: Simone Manzato en het Siemens Digital Industries Software-team.