车辆电子装置环境动态试验规格建立

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1、http://www.artc.org.tw千錘百鍊之間...車輛電子裝置環境動態試驗規格建立財團法人車輛研究測試中心張偉倫一、前言之規格條件，其初步概念流程如圖1所示。絕大部份的用車人可能無法想像，就算是一個提到規格，首先要介紹的是「等效疲勞損傷小小不起眼的車門把手其實也是需要經過耐久、溫理論(FatigueDamageEquivalence)」：即將產品在度等試驗才能安裝到實車上，更別說其它如：避震時域(TimeDomain)下所承受之損傷轉換到頻率域器、排氣管、座椅、胎壓感測器(TPMS)、行車記(FrequencyDomain)之損傷，藉由試驗

2、時間壓縮的錄器、車燈等各式零件，每一件都需經過許多非常方式來快速驗證產品之規格，此方法將可縮短業者嚴苛的環境試驗，如：溫溼度、振動、疲勞耐久等開發的時間，並達到加速試驗的效果，以解決業者試驗後，才能組成一台汽車。因此要如何才能維持不知如何訂定產品驗證規格的困擾，並可對產品可產品的高可靠度是極為重要的議題。同樣，對製造靠性預先作進一步的提升。者而言，在產品開發時要如何快速的掌握其壽命規頻率域損傷的概念在最近幾年經常被探討，2006格，並經由測試驗證來增加產品可靠度，以保障消年Su[1]提出一項規格設計工程程序，以裝置於引擎費者的行車安全及權益，也是產品研

3、發時所面臨最室及車體部位之機械結構件在試車場(ProvingGround,首要且必須克服的挑戰。PG)量測路面負載資料。首先使用快速傅利葉轉換以振動試驗規格而言，這些試驗負載規格通常(FFT)技巧將測得之時域負載轉換成頻域資料，再根是由車廠所提供，一般而言，主要以實驗室8~22據等效損傷技巧，建立隨機及正弦振動規格，縮短實小時的測試模擬5年10萬公里或10年20萬公里之里驗室振動機(Shaker)測試時間。例如：2004年David等程數，來確保車輛零組件或電子產品之可靠度。由[2]以雨刷馬達定位器利用CAE的FEA技巧，在提高耐於此規格原始數據及流程

4、屬各廠機密，而國內車廠久測試負載與測試速率動態模擬分析下，結合等效疲亦多半依據國外技術母廠之規範進行驗證，但其驗勞損傷及可靠度觀念，隨耐久試驗時間由460小時有證規格設計是否適用國內及是否合理實無從得知。效縮短至6小時，以節省測試成本。因此，以符合國內環境之規格為前題，而本文介紹對於產品之市場規格，車輛研究測試中心（以之目的即在於探討如何建立產品在測試驗證時所需下簡稱ARTC），已針對駕駛市場輪廓著手研究，10車輛研測資訊2009-08專題報導並建立市場及PG特殊路面時間域之入力資料庫[4,5]，因此，本研究將利用ARTC試車場路面來訂應力振幅定產品在

5、市場5年10萬公里之使用規格，計算出時低週疲勞域下之疲勞損傷，並用以判定壽命，以下將說明如(S)高週疲勞疲勞限何利用頻率域的觀點來計算其損傷，從而建立車輛零組件或電子產品頻率域加速振動試驗規格。105次數(N)▲圖2.典型S-N曲線圖在探討損傷所引起失效之數學模式，一般會採時間域動態環境負荷用Palmgren-Miner法則，亦即：動態資料紀錄..........(1)其中，S為第i組應力位準，N為S應力之失iii振動試驗規格執行效週數，ni為Si應力之實際作用週數，當損壞指標頻率域損傷計算▲圖1.規格轉換概念流程D>1時，表示壽命耗盡。(二)循環計數

6、法(CycleCountingMethod)二、等效疲勞損傷基本理論在車輛入力訊號擷取上，若設定在5,000Hz的(一)疲勞破壞介紹取樣頻率下，通常會造成龐大的資料點數，為了材料在承受負荷時，因受到交替應力及應力有效量化且簡化分析時間與負荷之歷程，計算每頻率的影響，經過一段時間後，在反覆應力作用下個負荷之完整循環次數，已陸續發展數十種計數會致使內部產生滑移現象，最後導致破壞。疲勞在方法，如尖峰計數法（PeakCountingMethod）、工程應用上是很重要的失效模式，於1850年代左範圍計數法（RangeCountingMethod）、疲勞計數右，德

7、國鐵路工程師Wohler在實驗室進行車軸疲勞法（Fatigue-meterCountingMethod）及雨流計數法試驗，提出S-N曲線與疲勞極限(FatigueLimit)的觀（RainflowCountingMethod）等；其中，又以雨流念可視為最具代表性，一般常見之S-N曲線圖如圖計數法最為廣泛使用。然而，在本文所量測之動態2，圖形中呈水平部分表示在此應力下材料無論反環境的時域資料下，則採用雨流計數法，來估算負覆多少次數皆不至於產生疲勞破壞，即稱為疲勞限荷作用循環及其次數。(FatigueLimit)或耐久限(EnduranceLimit)。何

8、謂雨流計數法？其概念是以時間為垂直軸向下，將負載歷程想像為寺塔屋頂（Pagodaroofs），