Misurazione delle vibrazioni della carrozzeria con Siemens

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Vedere come si muove la carrozzeria di un veicolo significa collegare le misurazioni delle vibrazioni alle superfici che le hanno generate. In una campagna di misurazione con Siemens a Lovanio, Ommatidia ha utilizzato apparecchiature di misurazione ottica portatili per riprendere una Hyundai da sette punti di vista e riunire le viste in un modello geometrico comune. Il dataset completo a sette viste contiene 7.739 punti di misurazione superficiale.

L’acquisizione dei dati per il modello mostrato ha richiesto poco più di un giorno.

Le visualizzazioni risultanti collegano la risposta superficiale locale con la geometria più ampia del veicolo, offrendo agli ingegneri una visione spaziale dei pattern di vibrazione che stanno studiando.

Il nostro team è arrivato con l’attrezzatura e ha eseguito le misurazioni sul sito di prova utilizzando due vibrometri laser-Doppler a scansione Q2 e un riferimento SpeedSync. Questo approccio porta la misurazione ottica delle vibrazioni al veicolo, invece di richiedere che il veicolo venga trasportato in un’installazione di misurazione dedicata.

Per il test di un prototipo, il punto di partenza è il quesito ingegneristico: quali pannelli contano, quali bande di frequenza devono essere studiate e quale accesso è disponibile intorno alla struttura? Queste scelte guidano le posizioni di visualizzazione e la copertura richiesta.

Un singolo punto di vista non può vedere ogni superficie di un veicolo. Le misurazioni da posizioni diverse necessitano quindi di un riferimento geometrico comune.

Le sfere di riferimento hanno fornito marcatori geometrici condivisi per allineare e unire (stitching) le singole viste. Questo ha portato le sette viste in un sistema di coordinate comune, collegando le misurazioni locali alla geometria del veicolo e rendendo la risposta spaziale più facile da ispezionare attraverso le superfici acquisite.

Le sette viste di misurazione coprono le portiere anteriori e posteriori su ogni lato, il lunotto, il parabrezza e il tetto.

La geometria misurata fornisce le normali alla superficie locale: le direzioni perpendicolari alla superficie in ogni punto. Queste normali consentono di correggere la proiezione tra la linea di mira del laser e il movimento normale alla superficie. Per questo dataset, la risposta sulla linea di mira viene divisa per il coseno dell’angolo di incidenza e risolta lungo la normale alla superficie, assumendo un movimento normale alla superficie stessa. Questo colloca la risposta corretta nel sistema di coordinate comune del veicolo.

Quando un’applicazione richiede una mappa di velocità triassiale, le misurazioni della stessa area superficiale possono essere combinate da almeno tre direzioni di visualizzazione indipendenti, con punti corrispondenti, riferimenti di fase coerenti e una geometria di visualizzazione adeguata. Questa capacità estende il flusso di lavoro alla ricostruzione della velocità a tre componenti. Le animazioni del veicolo qui utilizzano il flusso di lavoro basato sulla normale alla superficie.

L’intero dataset viene esportato in Universal File Format (UFF), con la geometria dei punti misurati e le relative risposte alle vibrazioni collegate in un unico file autonomo. Preparata per l’importazione diretta in Simcenter Testlab, l’esportazione preserva l’associazione tra ogni punto superficiale, la sua risposta e il riferimento comune. Poiché la geometria dei punti misurati viaggia con le risposte, questa esportazione evita l’importazione separata del modello della parte e l’associazione manuale punto-risposta per quella geometria. Mantenere le informazioni unite aiuta a risparmiare tempo nella preparazione dei dati prima dell’analisi modale, così gli ingegneri possono concentrarsi sulla risposta strutturale.

Il video passa dalla configurazione di misurazione a due visualizzazioni preliminari della risposta a 98,6 Hz e 176,9 Hz.

A queste frequenze, le animazioni mostrano diversi pattern spaziali attraverso le superfici del veicolo acquisite. Vedere questi pattern sulla geometria aiuta gli ingegneri a discutere quali regioni si muovono insieme e dove la risposta cambia attraverso un pannello o tra le regioni.

La riproduzione rende il movimento spaziale facile da ispezionare; la sua velocità e deformazione sono illustrative, piuttosto che tempo fisico o spostamento calibrato.

La risposta del canale ottico selezionato qui sotto collega la vibrazione alla tensione di pilotaggio dell’eccitazione registrata. La sua magnitudo H1 è espressa in (mm/s)/V, fornendo il contesto della risposta in frequenza insieme alle visualizzazioni spaziali.

Per il lavoro su rumore, vibrazioni e ruvidità (NVH) nel settore automobilistico, una mappa di risposta spaziale può aiutare a inquadrare il prossimo quesito ingegneristico: quale regione dovrebbe essere studiata più da vicino, quale intervallo di frequenza merita attenzione e quali misurazioni di riferimento o analisi sono necessarie in seguito?

Lo stesso approccio di pianificazione può essere utilizzato per definire l’ambito delle misurazioni ottiche delle vibrazioni su altri prototipi e strutture. Inizia con l’obiettivo, il quesito e l’output di cui il tuo team di ingegneri ha bisogno, quindi definisci insieme la copertura ottica e l’analisi.

Esplora la configurazione di misurazione, l’unione multi-vista, le visualizzazioni della risposta e il flusso di lavoro di esportazione nella nota applicativa. Completa il modulo di download per riceverla.

Hai un prototipo di veicolo, un pannello o una struttura di cui devi comprendere le vibrazioni? Contatta sales@ommatidia.tech indicando la parte o il veicolo che desideri misurare, l’intervallo di frequenza di interesse e il quesito a cui devi rispondere. Possiamo discutere la copertura della misurazione, l’accesso al sito e gli output per il tuo test.

Campagna di misurazione, registrazione della geometria e preparazione dei dati uniti: Ommatidia, in collaborazione con il team Siemens di Lovanio.

Analisi modale preliminare e visualizzazioni della risposta a 98,6377 Hz e 176,8765 Hz: Simone Manzato e il team Siemens Digital Industries Software.