Medição de vibração de carroceria de veículo com a Siemens

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Entender como a carroceria de um veículo se movimenta significa conectar as medições de vibração às superfícies que as geraram. Em uma campanha de medição realizada com a Siemens em Lovaina, a Ommatidia utilizou equipamentos ópticos portáteis para capturar um veículo Hyundai a partir de sete pontos de vista, reunindo-os em um modelo geométrico comum. O conjunto de dados completo, com as sete vistas, contém 7.739 pontos de medição de superfície.

A captura de dados para o modelo apresentado levou pouco mais de um dia.

As visualizações resultantes conectam a resposta local da superfície à geometria mais ampla do veículo, oferecendo aos engenheiros uma visão espacial dos padrões de vibração investigados.

Nossa equipe viajou com o equipamento e realizou as medições no local de teste utilizando dois vibrômetros laser-Doppler de varredura Q2 e uma referência SpeedSync. Essa abordagem leva a medição óptica de vibração até o veículo, em vez de exigir que o veículo seja deslocado até uma instalação de medição dedicada.

Para um teste de protótipo, o ponto de partida é a questão de engenharia: quais painéis são relevantes, quais faixas de frequência precisam ser investigadas e qual acesso está disponível ao redor da estrutura? Essas decisões orientam as posições de visualização e a cobertura necessária.

Um único ponto de vista não consegue captar todas as superfícies de um veículo. Por isso, as medições realizadas em diferentes posições precisam de uma referência geométrica comum.

As esferas de referência forneceram marcadores geométricos compartilhados para alinhar e combinar as vistas separadas. Isso trouxe as sete vistas para um sistema de coordenadas comum, conectando as medições locais à geometria do veículo e facilitando a inspeção da resposta espacial em todas as superfícies capturadas.

As sete vistas de medição cobrem as portas dianteiras e traseiras de cada lado, o vidro traseiro, o para-brisa e o teto.

A geometria medida fornece as normais locais da superfície: as direções perpendiculares à superfície em cada ponto. Essas normais permitem a correção da projeção entre a linha de visada do laser e o movimento normal à superfície. Para este conjunto de dados, a resposta na linha de visada é dividida pelo cosseno do ângulo de incidência e resolvida ao longo da normal da superfície, assumindo movimento normal à superfície. Isso posiciona a resposta corrigida no sistema de coordenadas comum do veículo.

Quando uma aplicação exige um mapa de velocidade triaxial, medições da mesma área de superfície podem ser combinadas a partir de pelo menos três direções de visualização independentes, com pontos correspondentes, referências de fase consistentes e geometria de visualização adequada. Essa capacidade estende o fluxo de trabalho à reconstrução de velocidade em três componentes. As animações do veículo aqui apresentadas utilizam o fluxo de trabalho baseado na normal da superfície.

O conjunto de dados completo é exportado no formato Universal File Format (UFF), com a geometria dos pontos medidos e suas respostas de vibração vinculadas em um único arquivo autocontido. Preparada para importação direta no Simcenter Testlab, a exportação preserva a associação entre cada ponto de superfície, sua resposta e a referência comum. Como a geometria dos pontos medidos é transportada junto com as respostas, essa exportação evita uma importação separada do modelo de peça e a associação manual entre pontos e respostas para essa geometria. Manter as informações reunidas ajuda a economizar tempo de preparação de dados antes da análise modal, permitindo que os engenheiros se concentrem na resposta estrutural.

O vídeo parte da configuração de medição até duas visualizações preliminares de resposta, a 98,6 Hz e 176,9 Hz.

Nessas frequências, as animações mostram padrões espaciais diferentes nas superfícies do veículo capturadas. Observar esses padrões sobre a geometria ajuda os engenheiros a discutir quais regiões se movimentam juntas e onde a resposta se altera ao longo de um painel ou entre regiões.

A reprodução facilita a inspeção do movimento espacial; sua velocidade e deformação são ilustrativas, e não representam tempo físico ou deslocamento calibrados.

A resposta do canal óptico selecionado abaixo vincula a vibração à tensão de excitação registrada. Sua magnitude H1 é expressa em (mm/s)/V, fornecendo contexto de resposta em frequência junto às visualizações espaciais.

Para trabalhos de ruído, vibração e aspereza automotivos (NVH), um mapa de resposta espacial pode ajudar a definir a próxima questão de engenharia: qual região deve ser investigada mais detalhadamente, qual faixa de frequência merece atenção e quais medições de referência ou análises são necessárias em seguida?

A mesma abordagem de planejamento pode ser usada para definir o escopo de medições ópticas de vibração em outros protótipos e estruturas. Comece pelo alvo, pela questão e pelo resultado que sua equipe de engenharia precisa, e então defina em conjunto a cobertura óptica e a análise.

Explore a configuração de medição, a combinação de múltiplas vistas, as visualizações de resposta e o fluxo de trabalho de exportação na nota de aplicação. Preencha o formulário de download para recebê-la.

Tem um protótipo de veículo, painel ou estrutura cuja vibração você precisa entender? Entre em contato com sales@ommatidia.tech informando a peça ou o veículo que deseja medir, a faixa de frequência de interesse e a questão que você precisa responder. Podemos conversar sobre a cobertura de medição, o acesso ao local e os resultados do seu teste.

Campanha de medição, registro de geometria e preparação de dados combinados: Ommatidia, em colaboração com a equipe da Siemens em Lovaina.

Análise modal preliminar e visualizações de resposta a 98,6377 Hz e 176,8765 Hz: Simone Manzato e a equipe da Siemens Digital Industries Software.