毛秋仙，朱文婧，薛海東

（1.浙江萬豐奧威汽輪股份有限公司，浙江 紹興 312500；2.寧波奧威爾輪轂有限公司，浙江 寧波 315800）

汽車作為現(xiàn)代交通和代步工具，已不僅僅局限于整車的安全性，對(duì)乘坐舒適性和行駛穩(wěn)定性的要求也越來越高。車輪的固有頻率與路面載荷的關(guān)聯(lián)作用是產(chǎn)生路面噪聲和振動(dòng)的重要影響因素，對(duì)整車行駛的平穩(wěn)性將產(chǎn)生很大的影響，進(jìn)而影響乘坐的舒適性，甚至?xí)?duì)整車產(chǎn)生破壞性損傷。所以，控制車輪的固有頻率，特別是固有頻率的合理取值區(qū)間是汽車廠和車輪生產(chǎn)商共同關(guān)注的問題[1]。

目前，國(guó)外的主要汽車廠都有車輪固有頻率的相關(guān)測(cè)試方法，國(guó)內(nèi)的汽車廠也已紛紛開始研究車輪的固有頻率測(cè)試方法。車輪固有頻率測(cè)試方法的研究，將有利于車輪生產(chǎn)商進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試，提高產(chǎn)品性能，促進(jìn)整車NVH性能的提高。

通過研究表明，影響車輪固有頻率的主要因素有材料（彈性模量和密度）、約束情況（有約束和無約束）、結(jié)構(gòu)等[1]。所以在實(shí)際測(cè)試時(shí)，需明確具體的約束情況。以下研究是基于車輪在不同約束情況下的不同振型和頻率所做的測(cè)試與分析對(duì)比。

1 固有頻率的幾種測(cè)試方式

目前，車輪固有頻率的主要測(cè)試方式有：采用法蘭盤剛性約束測(cè)試方式和自由條件下的無約束測(cè)試方式，其中無約束條件下測(cè)試方式主要有橡皮筋懸吊方式和海綿墊方式。

測(cè)試采用一種振動(dòng)測(cè)量?jī)x和測(cè)量分析系統(tǒng)，法蘭盤剛性約束方式是以（110±10）Nm的螺栓扭矩將車輪固定在剛性約束裝置上，橡皮筋懸吊方式是用橡皮筋穿過輪輻將車輪懸吊起來，海綿墊方式是直接將車輪放置到海綿墊上。本實(shí)驗(yàn)采用了雙向傳感器，在車輪的輪輻或輪輞上分別以180度對(duì)稱的方式布置雙向傳感器，采用塑料錘頭錘擊測(cè)試點(diǎn)（激勵(lì)點(diǎn)），再?gòu)母袘?yīng)點(diǎn)讀取測(cè)試的頻率值。

2 不同約束情況的測(cè)試分析對(duì)比

實(shí)驗(yàn)分別在剛性約束條件與無約束條件下進(jìn)行測(cè)試對(duì)比、無約束下的橡皮筋懸吊方式和海綿墊方式進(jìn)行測(cè)試對(duì)比。為方便測(cè)試，本次實(shí)驗(yàn)只取了一階和二階頻率。

2.1 剛性約束條件與無約束條件下的測(cè)試對(duì)比

實(shí)驗(yàn)抽取了8款不同規(guī)格、不同結(jié)構(gòu)的具有代表性的鋁車輪，分別在剛性約束條件下和橡皮筋懸吊下，采用相同的測(cè)試儀和測(cè)試程序，在相同部位進(jìn)行測(cè)試對(duì)比，結(jié)果如表1。選取實(shí)驗(yàn)中1#輪子的3D模型，分別進(jìn)行了剛性約束模態(tài)和自由模態(tài)的分析對(duì)比，結(jié)果如下：

圖2 剛性約束模態(tài)與自由模態(tài)對(duì)比

表1 剛性約束與橡皮筋懸吊試驗(yàn)對(duì)比

由以上實(shí)驗(yàn)對(duì)比和模態(tài)分析對(duì)比可以看出：

（1）剛性約束條件下的一階、二階頻率，對(duì)應(yīng)的可能是輪輞徑向振型頻率，也可能是輪輻盤面扭轉(zhuǎn)振型頻率，由車輪的結(jié)構(gòu)決定。

（2）剛性約束條件與自由條件下的頻率振型不同，兩者無對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2.2 無約束條件下 （海綿墊與橡皮筋懸吊）的測(cè)試對(duì)比

實(shí)驗(yàn)抽取了10款不同規(guī)格、不同結(jié)構(gòu)的具有代表性的鋁車輪，分別在海綿墊方式和橡皮筋懸吊方式下進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。結(jié)果如表2。

表2 海綿墊與橡皮筋懸吊試驗(yàn)對(duì)比

圖3 海綿墊與橡皮筋懸吊一階段對(duì)比

圖4 海綿墊與橡皮筋懸吊二階段對(duì)比

由以上實(shí)驗(yàn)對(duì)比可以看出：自由條件下的不同測(cè)試方式，測(cè)試的結(jié)果基本相同。

3 結(jié)論

（1）剛性約束條件與自由條件下的振動(dòng)頻率沒有對(duì)比性，給出車輪固有頻率時(shí)必需同時(shí)給出對(duì)應(yīng)的約束情況；

（2）自由條件下的不同測(cè)試方式，可以相互替代；

（3）頻率值是與振型相對(duì)應(yīng)的，給出頻率值時(shí)，需明確是哪種振型下的頻率值。