GB/T10485 Optimierung des Zufallsschwingungstisches für die Kfz-Signalbeleuchtung

Als äußere und sicherheitsrelevante Bauteile sind Fahrzeugleuchten während der Fahrt verschiedenen Schwingungsanregungen ausgesetzt, darunter unebene und holprige Straßen sowie Wind. Diese Anregungsbelastungen sind zeitlich konstant und unvorhersehbar, weisen aber statistische Muster auf, die allgemein als Zufallsschwingungen bezeichnet werden.

Daher sind Zufallsschwingungsprüfungen während des Entwicklungsprozesses von Fahrzeugleuchten unerlässlich. Mit diesem Prüfverfahren wird die Integrität der Leuchten unter mechanischer Schwingungsbelastung über ihre gesamte Lebensdauer hinweg beurteilt. Die häufigste Ausfallursache bei Leuchten während der Prüfung ist Ermüdungsbruch.

Im Folgenden werden wir einige Testoptimierungsmethoden für Zufallsschwingungsprüfungen an Fahrzeugleuchten untersuchen.

Testausrüstung: Huanyi Instruments GB/T10485 Kfz-Signalbeleuchtungs-Random-Vibrationstisch

Experimentelle Optimierungsmethode:

1. Ein Finite-Elemente-Modell der Lampe erstellen und eine Modalanalyse durchführen, anschließend Modaltests mit der Lampe durchführen;

a. Die Simulationsanalyse umfasst: das Entfernen unnötiger geometrischer Elemente, das Festlegen der Verbindungsbeziehungen der Baugruppenstruktur, das Festlegen von Materialeigenschaften und Randbedingungen, die Netzgenerierung und die Lösungseinstellungen. Zu den unnötigen geometrischen Elementen gehören Fasen und Verrundungen. Die Verbindungsbeziehungen der Baugruppenstruktur beziehen sich auf die Verbindungen zwischen den einzelnen Teilen und der Lampe. Dabei werden Kontaktverbindungen zwischen relativ beweglichen Teilen und Bindungsverbindungen zwischen relativ stationären Teilen gewählt.

b. Modalanalyse umfasst: die Bestimmung der Randbedingungen und des globalen Koordinatensystems der Fahrzeuglampe; die Verstärkung des Signals und dessen Übertragung an die Anregungsvorrichtung; die Übertragung der von der Anregungsvorrichtung erzeugten externen Anregung an die Lampe; die Erzeugung einer Beschleunigung an der Lampe durch den Beschleunigungsmesser; die Bestimmung der Messfreiheitsgrade der Lampe sowie der Anzahl und Richtung der Messpunkte und die Markierung der entsprechenden Messpunktpositionen; die Verarbeitung der Messpunktsignale und Beschleunigungssignale durch das Signalerfassungs- und -verarbeitungssystem sowie die Ausgabe und Anzeige der Berechnungsergebnisse.

2. Vergleichen Sie die Ergebnisse der Modalanalyse mit den Ergebnissen des Modaltests. Die Ergebnisse der Modalanalyse und des Modaltests umfassen Eigenfrequenzen, Variationen der Eigenformen und Frequenzgänge. Bestätigen Sie die Eigenformen und kalibrieren Sie das Finite-Elemente-Modell.

3. Auf Basis der Kalibrierungsergebnisse werden Modalanalyse durchgeführt, die Randbedingungen werden festgelegt und eine Zufallsschwingungssimulation durchgeführt. Zu den Randbedingungen gehören Freiheitsgradbeschränkungen, Kontakteinstellungen und die Lastaufbringung, die entsprechend den tatsächlichen Betriebsbedingungen vereinfacht und parametrisiert werden;

4. Führen Sie Zufallsschwingungstests an der Leuchte unter Verwendung des PSD-Leistungsspektrums durch;

5. Vergleichen Sie die Simulationsergebnisse mit den Ergebnissen der Zufallsschwingungsprüfung, um die Zuverlässigkeit des Modells zu bestätigen und das Finite-Elemente-Modell zu korrigieren;

6. Gefahrenbereiche anhand von Vibrationstests und Simulationsergebnissen identifizieren, Risikopunkte verifizieren und die Datenstruktur optimieren; prüfen, ob Gefahrenbereich und Schadensbereich übereinstimmen. Bei Übereinstimmung den Sicherheitsfaktor anpassen und die Struktur optimieren; bei Nichtübereinstimmung die Modellunterschiede ermitteln, das Finite-Elemente-Modell anpassen und erneut simulieren.

7. Die Daten werden auf Grundlage der Optimierungsergebnisse modifiziert, die Simulationsergebnisse der Zufallsschwingungen des neuen Modells werden überprüft und nach Bestätigung der Machbarkeit ein erneuter Schwingungstest durchgeführt.

Methodenübersicht:

Dieses Verfahren kalibriert das Finite-Elemente-Simulationsmodell von Fahrzeugbeleuchtungskörpern mittels Modalanalyse und simuliert präzise deren Schwingungsverhalten unter zufälliger Anregung. Es identifiziert kritische Spannungsbereiche durch Experimente und das etablierte Modell, bestimmt die wichtigsten Einflussfaktoren mittels Sensitivitätsanalyse und optimiert die Struktur mithilfe eines multikriteriellen Optimierungsalgorithmus, um eine optimale Lösung hinsichtlich Qualität und Leistung zu erzielen. Ziel dieses Ansatzes ist es, das Risiko von Schwingungsausfällen der Beleuchtungskörper zu reduzieren, deren Schwingungsfestigkeit deutlich zu verbessern und die Zuverlässigkeit der Simulation zu erhöhen.