[发明专利]一种车辆产品机械装配的动态故障诊断方法

摘要

本发明公开的一种车辆产品机械装配的动态故障诊断方法，界定车辆的装配部件及其之间的J个装配耦合联结点；在装配部件装配前、后分别激振测试一系列动态“激励-响应”频率响应函数(FRF)谱，计算各装配传递环节的路径贡献及其平方和开方值SRSS；通过比较优等动态质量样车的SRSS0与待诊断车辆产品所关注的“二级装配部件”的SRSS之间的差值，由差值的绝对值Δ的大小对该车辆二级部件的各装配耦合联结位置的动态质量予以评判，总体Δ值小者可判定为优良、反之为低劣。在对全部装配耦合联结位置的动态质量评判后，则该车辆产品所选定的二级部件的装配动态故障可被有效地予以诊断。本发明的方法，能直接测试并诊断车辆产品机械装配本身的动态故障，进而为整车的动态质量保证(QA)开辟新的有效技术途径。

主权项

一种车辆产品机械装配的动态故障诊断方法，包含以下顺序的步骤：（1）界定车辆产品的待装配A部件上的M个动态响应点oam(m=1,2,3,…,M)、待装配B部件上的N个外部动态力激励点ibn(n=1,2,3,…,N)以及A部件、B部件之间的J个机械装配耦合联结点caj、cbj(j=1,2,3,…,J)；（2）A部件、B部件装配前，分别在A、B部件上的动态响应点、装配耦合联结点和动态力激励点进行动态“激励‑响应”激振测试，得到频率响应函数(FRF)谱Hoamcaj、Hcbjibn、Hcajcaj和Hcbjcbj，它们分别表示“在A部件上第j个装配耦合点激励输入‑第m个点响应输出”、“在B部件上第n个点激励输入‑第j个装配耦合点响应”、“在A部件上第j个装配耦合点激励输入‑第j个装配耦合点响应输出”和“在B部件上第j个装配耦合点激励输入‑第j个装配耦合点响应输出”所形成的传递函数(FRF)；（3）A部件、B部件装配后，在A、B部件的机械装配耦合联结点进行动态“激励‑响应”激振测试，得到的FRF谱Hscajcaj、Hscajcbj和Hscbjcbj,它们分别表示“在A部件上第j个装配耦合点激励输入‑第j个点响应输出”、“在B部件上第j个装配耦合点激励输入‑A部件上第j个装配耦合点响应输出”和“在B部件上第j个装配耦合点激励输入‑第j个装配耦合点响应输出”所形成的传递函数，其中‘s’代表装配耦合联结状态；（4）由直接逆子结构动态分析方法，分析计算A部件、B部件之间的装配耦合动刚度为Kd，J个装配耦合联结点处的耦合联结动刚度Kdj构成一个J×J的复数矩阵[Kd]由下式计算：[Kd]=([Hscajcaj][Hscajcbj]‑T[Hscbjcbj]‑[Hscajcbj])‑1，第j个装配耦合联结点的刚度系数Cjj由下式计算：Cjj=(Hcajcaj+Hcbjcbj+Kdjj‑1)‑1，其中，Kdjj是[Kd]的第j个对角元素，上述二式中，“‑1”表示矩阵求逆或求倒数运算，“‑T”表示矩阵求逆再转置运算；（5）从“B部件上的第n个动态力激励输入ibn”经由“第j个装配耦合联结点cbj与caj”到“A部件上的第m个动态响应输出点oam”这个路径的动态“激励‑响应”的路径贡献值可由下式计算得到：PCm‑j‑n=Hoamcaj×Cjj×Hcbjibn；（6）对各路径所求的PC值先求它们的平方和，再进行开平方根，得到它们的SRSS值；（7）以国家有关标准甄选的振动、噪声及操控稳定性均优良的优等动态质量的同型号车辆产品作为检测对象，按照步骤（1）～（6）进行检测计算，得到各路径的SRSS0作为基准值；（8）对装配动态故障待诊断的车辆产品，按照步骤（1）～（6）进行检测计算，得到各路径的SRSS，对某一特定装配耦合联结，根据相关的绝对差值|SRSS‑SRSS0|的大小综合分析它们的总体差别，判定其装配动态质量的优劣：总体差别较小处，可被诊断为装配动态质量优良，反之则为低劣，在判定所有装配耦合联结的装配动态质量之后，最终确定所关注“二级装配部件”机械装配的动态故障所在。