Medición de la vibración de la carrocería de vehículos con Siemens

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Ver cómo se mueve la carrocería de un vehículo implica conectar las mediciones de vibración con las superficies que las produjeron. En una campaña de medición con Siemens en Lovaina, Ommatidia utilizó equipos de medición óptica portátiles para capturar un vehículo Hyundai desde siete puntos de vista y unificar las vistas en un modelo geométrico común. El conjunto de datos completo de siete vistas contiene 7.739 puntos de medición de superficie.

La captura de datos para el modelo mostrado llevó poco más de un día.

Las visualizaciones resultantes conectan la respuesta de la superficie local con la geometría general del vehículo, lo que proporciona a los ingenieros una visión espacial de los patrones de vibración que están investigando.

Nuestro equipo se desplazó con el equipo y realizó las mediciones en el lugar de la prueba utilizando dos vibrómetros láser-Doppler de escaneo Q2 y una referencia SpeedSync. Este enfoque lleva la medición óptica de vibraciones al vehículo, en lugar de requerir que el vehículo se traslade a una instalación de medición dedicada.

Para una prueba de prototipo, el punto de partida es la cuestión de ingeniería: qué paneles son importantes, qué bandas de frecuencia requieren investigación y qué acceso hay disponible alrededor de la estructura. Esas elecciones guían las posiciones de visualización y la cobertura necesaria.

Un solo punto de vista no puede ver todas las superficies de un vehículo. Por lo tanto, las mediciones desde diferentes posiciones necesitan una referencia geométrica común.

Las esferas de referencia proporcionaron marcadores geométricos compartidos para alinear y combinar las distintas vistas. Esto integró las siete vistas en un sistema de coordenadas común, conectando las mediciones locales con la geometría del vehículo y facilitando la inspección de la respuesta espacial en las superficies capturadas.

Las siete vistas de medición cubren las puertas delanteras y traseras de cada lado, la luneta trasera, el parabrisas y el techo.

La geometría medida proporciona las normales de superficie locales: las direcciones perpendiculares a la superficie en cada punto. Estas normales permiten corregir la proyección entre la línea de visión del láser y el movimiento normal a la superficie. Para este conjunto de datos, la respuesta de la línea de visión se divide por el coseno del ángulo de incidencia y se resuelve a lo largo de la normal de la superficie, asumiendo un movimiento normal a la misma. Esto sitúa la respuesta corregida en el sistema de coordenadas común del vehículo.

Cuando una aplicación requiere un mapa de velocidad triaxial, se pueden combinar mediciones de la misma área de superficie desde al menos tres direcciones de visión independientes, con puntos correspondientes, referencias de fase coherentes y una geometría de visión adecuada. Esa capacidad amplía el flujo de trabajo a la reconstrucción de la velocidad de tres componentes. Las animaciones del vehículo aquí presentes utilizan el flujo de trabajo de normal de superficie.

El conjunto de datos completo se exporta en formato de archivo universal (UFF), con la geometría de los puntos medidos y sus respuestas de vibración vinculadas en un único archivo independiente. Preparada para su importación directa en Simcenter Testlab, la exportación preserva la asociación entre cada punto de la superficie, su respuesta y la referencia común. Dado que la geometría de los puntos medidos viaja con las respuestas, esta exportación evita la importación de un modelo de pieza por separado y la asociación manual de punto a respuesta para esa geometría. Mantener la información unida ayuda a ahorrar tiempo de preparación de datos antes del análisis modal, para que los ingenieros puedan centrarse en la respuesta estructural.

El vídeo pasa de la configuración de la medición a dos visualizaciones preliminares de la respuesta a 98,6 Hz y 176,9 Hz.

A estas frecuencias, las animaciones muestran diferentes patrones espaciales a través de las superficies capturadas del vehículo. Ver esos patrones en la geometría ayuda a los ingenieros a debatir qué regiones se mueven juntas y dónde cambia la respuesta a través de un panel o entre regiones.

La reproducción facilita la inspección del movimiento espacial; su velocidad y deformación son ilustrativas, en lugar de representar un tiempo físico o desplazamiento calibrados.

La respuesta del canal óptico seleccionado a continuación vincula la vibración con el voltaje de excitación registrado. Su magnitud H1 se expresa en (mm/s)/V, proporcionando el contexto de la respuesta en frecuencia junto con las visualizaciones espaciales.

Para el trabajo de ruido, vibración y dureza (NVH) en automoción, un mapa de respuesta espacial puede ayudar a plantear la siguiente cuestión de ingeniería: qué región debe investigarse más de cerca, qué rango de frecuencias merece atención y qué mediciones de referencia o análisis se necesitan a continuación.

El mismo enfoque de planificación puede utilizarse para definir el alcance de las mediciones ópticas de vibración en otros prototipos y estructuras. Comience con el objetivo, la pregunta y el resultado que necesita su equipo de ingeniería, y luego definan juntos la cobertura óptica y el análisis.

Explore la configuración de la medición, la combinación de múltiples vistas, las visualizaciones de respuesta y el flujo de trabajo de exportación en la nota de aplicación. Complete el formulario de descarga para recibirla.

¿Tiene un prototipo de vehículo, panel o estructura cuya vibración necesite comprender? Póngase en contacto con sales@ommatidia.tech indicando la pieza o el vehículo que desea medir, el rango de frecuencias de interés y la pregunta que necesita responder. Podemos analizar la cobertura de la medición, el acceso al sitio y los resultados para su prueba.

Campaña de medición, registro de geometría y preparación de datos combinados: Ommatidia, en colaboración con el equipo de Siemens en Lovaina.

Análisis modal preliminar y visualizaciones de respuesta a 98,6377 Hz y 176,8765 Hz: Simone Manzato y el equipo de Siemens Digital Industries Software.