汽车组合仪表振动失效仿真

摘要： 针对某公司已经批量生产的组合仪表产品A和在A基础上内部结构发生变化的产品B这2款产品，在同样的振动环境和夹具下，A仪表没有出现任何问题，但B仪表发生振动失效破坏.运用试验和有限元分析的方法，对2款仪表分别进行振动试验仿真分析，找出B仪表发生失效的主要原因，对B仪表和夹具的设计提出改进建议.

关键词： 组合仪表； 振动失效； 改进

中图分类号： U463.832文献标志码： B

0引言

由于汽车的使用环境，导致汽车组合仪表在使用期间主要承受振动载荷，汽车仪表的振动性能直接关系到其功能的实现和自身的寿命.[1]汽车仪表在装车之前首先要通过振动试验，而成功地进行振动试验必须对汽车仪表及其振动夹具的振动特性有清楚的认识，但是很难在试验设计之初能准确把握，而且振动试验周期一般很长，试验数据无法全面监控与采集，即使发生振动失效破坏，也无法通过试验数据找到原因.[2]本文创造性地采用虚实仿真分析的方法将MSC Nastran的模态分析与频响分析应用于汽车组合仪表的振动分析[3]，分别对A和B这2款汽车仪表及其振动夹具进行仿真分析，通过仿真来找出B款汽车仪表在振动过程中发生破坏的原因，评估B款的汽车仪表及其振动夹具设计的合理性，进而提出组合仪表及振动夹具改进建议.

1振动失效情况描述

B款组合仪表在振动试验中出现故障，主要为4处安装点断裂和仪表背面8个螺钉穿孔柱的4个空心柱从根部断裂，见图1.

4结论

（1）在不改变夹具的情况下，改变夹具与振动试验台的连接方式，将现有的3点连接方式改为多点连接方式，使夹具的频率远离200 Hz.

（2）对夹具进行改进设计，增加夹具的刚度，使夹具的频率远离200 Hz.

（3）对4个安装点进行局部加强.

（4）在4个安装点和夹具之间增加一层软衬垫（如塑料垫片等），降低安装点与夹具之间的摩擦.

（5）在振动试验过程中采用多点控制，以免出现过试验.

（6）虚实相结合的方法极大地提高仿真计算的精度，能够更全面地考核产品的所有细节，从而弥补试验只注重宏观结果，无法对实验数据进行全面监控的弊端.

参考文献：

[1]杨剑， 张璞. 新编MD Nastran有限元实例教程[M]. 北京： 机械工业出版社， 2008.

[2]范文杰. 星载电子设备宽频随机振动响应分析[J]. 电子机械工程， 2010， 26（4）： 5-8.

[3]王贤宙， 王长武. 基于MD Nastran的某型机载雷达机箱力学仿真分析[J]. 电子机械工程， 2011， 27（2）： 12-14.

[4]王强， 陈明. 随机振动仿真分析[J]. 光电技术应用， 2009， 24（5）： 77-80.

[5]方伟奇， 王克军. 某机载电子设备振动模态与频响分析[J]. 电子机械工程， 2010， 26（5）： 49-53.