使用3D扫描振动法进行汽车测试

滚动轮胎在乘客舱内和外部刺激了相当多的乘用车噪音（NVH），以实现各种驾驶条件。这是必须处理此滚动轮胎噪声的三个重要原因：

• 没有内燃机的噪音，电动汽车的原本特殊安静可能会因轮胎生成的噪音而破坏，并且驾驶爆炸力可能会受到影响
• 在与城市地区噪音有关的几个国家中，预计限制轮胎噪声的新法规。
• 旋转轮胎的道路噪音在道路旁边打扰了社区

数字1。实验室设置。三个振动仪传感器头安装在公共框架（右侧）上。滚筒测试台在左侧，轮胎在顶部，电动机在底部。最左边的镜子用于简化振动仪扫描模式的重新定位。

Therefore, a better understanding of the dynamic mechanism producing the noise is critical in order to restrict the amount of tire noise, and, for that understanding, the precise measurement of the vibration behavior of the rotating tire surface is essential. Traditional measurements which employ simple microphones to quantify the noise amplitudes inside and outside a car give hardly any insight into the precise physical origins of the noise.

即使位于关键位置的加速度计也无法提供准确表征所需的空间和频率分辨率。经典的NVH测量和技术无助于解决此问题。

非接触式3D扫描振动法作为测量溶液

F乌尔场或扫描振动法是轮胎模态测试的理想解决方案。对于此应用，具有较高光学灵敏度的XTRA模型表现出其全部电势，可以直接在黑色橡胶上进行测量，而无需进行任何表面准备。在这种情况下，XTRA Polytec扫描振动仪允许旋转速度的旋转轮胎进行测量，等于驾驶速度约为100 km/h。

Polytecdeveloped the Xtra Vibrometer u唱出红外激光源以允许在不合作表面上测量，XTRA振动仪具有可见的飞行员激光，是安全的（II类），除了比较30 m/s的最大速度增加2.5倍以外，还具有额外的敏感性。给它的姐姐。

XTRA技术扫描振动仪现在可以更轻松地测量旋转轮胎的挠度形状，从而更准确，更快地了解轮胎噪声的起源。

图2。完整的频谱在所有点上平均。正交振动X，Y，Z被表示为单独的颜色。

图3。图2所示的详细频谱中心约为300 Hz。

测试设置

为了确认新的功能，建造了“滚子测试台”的实验室版本XTRA 3D振动仪系统to simplify and enhance the collection of data on a real rolling tire. The rudimentary test fixture was made up of a small 25 cm diameter tire rolling on top of the drive shaft of an electric motor. The Xtra 3D Scanning Vibrometer had its three heads mounted onto a common frame and was located on the lab table close to the test bench.

When covering different portions of the tire, this common frame made the repositioning of the heads a lot simpler. To access different portions of the tire without movement of the common frame, a large mirror was also utilized. Similar results were achieved when compared to those obtained with a real car tire on a commercial roller test bench by using this simple measurement setup.

在图2中可以观察到沿着三个方向的所有点的平均光谱（请参阅三种不同的颜色）。类似功能在频谱中很容易识别。在使用XTRA扫描振动仪的实际滚筒测试台评估中也可以看到此功能。

此梳子特征中的峰在轮胎旋转速度的倍数上发生。这可以通过胎面（以及中间的空气口袋）与带有胎面图案的轮胎的胎面（以及中间的空气口袋）的定期接触来解释。采用这种测量设置清楚地允许胎面设计对在不同的载荷条件和不同速度下观察到轮胎的结构共振的影响。

简化捕获挠度形状

可以用XTRA传感器头测量滚动表面的更大区域。重新定位头，以捕获第一个测量完成后滚动表面的第二区域。通过利用具有内置距离传感器检测到的已知位置坐标的参考点，第二个位置相对于第一个位置是已知的。

使用此方法，每个表面测量的结果可以缝合在一起，仅产生一个动画和一个整体挠度形状。采用这种缝合方法的镜子促进，甚至可以包括侧壁测量。通过扩展此方法，可以快速覆盖轮胎，并用XTRA振动仪传感器头然后缝合在一起。

图4。测得的挠度形状为396和468 Hz。

尽管测量区域和快速旋转的黑轮胎表面，XTRA选项仍提供出色的信噪比（SNR）。在图4中分别可以看到一些通常的挠度形状，分别在396和468 Hz。滚动表面上多个最大值的典型模式可以很清楚地看到。在商业轮胎测试摊位中收集了极其相似的结果。

总而言之，最新的3D扫描振动仪的红外传感技术清楚地捕获了快速移动滚动表面的挠度形状和光谱模式，从而提供了有关发射噪声原点的轮胎表面振动行为的重要信息。

结合轮胎的数值模拟，这些精确的结果将允许Fe模型的完善以及通过更好的轮胎设计对滚动轮胎噪声的最小化和控制。

This information has been sourced, reviewed and adapted from materials provided by Polytec.

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