随着汽車輕量化不斷上漲的趨勢，電子産品以及汽車的零部件産品的集成化程度不斷增加，主機廠對于産品的環境适應性的要求也越來越高。

為了檢驗其産品能否适應在使用、運輸過程中遇到的各種力學環境，需要進行振動、沖擊和碰撞一系列的試驗。其中振動台系統是完成試驗的關鍵設備，可以進行振動、沖擊和碰撞三項測試。

01什麼是汽車産品的三綜合試驗？

三綜合試驗是指綜合溫度、濕度及振動三個環境應力的試驗，可用于考核汽車産品在溫濕度和振動三綜合的環境下運輸、使用的适應性。與單一因素作用相比，更能真實地反映産品在運輸和實際使用過程中對溫、濕度及振動複合環境變化的适應性，暴露産品的缺陷，是新産品研制、樣機試驗、産品合格鑒定試驗全過程必不可少的重要試驗手段。

1溫度

溫度是汽車可靠性測試的一個重要測試條件，因為汽車在使用過程中，是暴露在外部環境下的。汽車的各個零部件在環境中，随着溫度的高低變化都會産生相應的變化。通過将産品暴露在自然的或人工的環境條件下經受其作用，以評價産品在實際使用、運輸和儲存的環境條件下的性能，并分析研究環境因素的影響程度及其作用機理。以此來驗證汽車産品是否達到在研發、設計、制造中預期的質量目标。

2濕度

空氣的幹濕程度叫做“濕度”。濕度對于汽車零部件的影響是非常巨大的。因為汽車是由上萬個零部件組成的集合，絕大部分的電子零部件都要求在幹燥條件下作業和存放。濕度如果超出零件的承受範圍，就會導緻産品故障。并且就汽車的金屬零件而言，潮濕環境會加速腐蝕，降低其使用壽命。

3振動

在汽車領域，狹義地說，振動測試在于通過傳感器、放大儀器以及顯示記錄儀表，測量運動機械或工程結構在外界環境激勵或運行工況中其重要部位的位移、速度、加速度等運動量，從而了解機械或結構的工作狀态。廣義地說，通過運動量的測量，我們希望了解機械或結構的動特性，如固有頻率、固有振型、阻尼以及動剛度等特性參數，為機械或工程結構的動力設計服務。在汽車生産中，限制汽車産品相關零部件的振動效應或提高其抗震性能已成為考核汽車質量的關鍵。

汽車領域三綜合試驗，主要是用于測試汽車零部件在溫度、濕度、振動環境下的各項性能指标，采用獨特的平衡調溫調濕方式，獲得安全、精确的溫濕度環境。

02為什麼要進行三綜合振動測試？

根據長期以來對溫度、濕度、振動三種應用與産品失效關系的研究發現，這三種環境應力的任何一種施加在産品上，都可以引發産品的失效故障，而如果三種環境應力同時施加在産品上時，則可以使得産品失效的幾率上升3-5倍。

比方說，在進行溫度循環對産品的内部的影響試驗時，由于材料和金屬件，或者材料之間的熱膨脹系數的差異，使産品的結構發生伸縮，導緻部件結合部位發生松脫，此時增加環境濕度，潮氣就會順着縫隙侵入到産品設備的内部，使得結合部件連接處的摩擦系數降低。如果再施加振動應力，那麼就将會産生不同于三種環境應用試驗的新的失效結果。因而對于實際工況下的汽車零部件，進行溫度、濕度和振動的三因素試驗才能更加準确的反映其零部件本身的可靠性。

03儀表闆總成試驗方法

儀表闆總成通常是由儀表闆上本體，風口總成，中央控制區，組合儀表罩等區域組成，具體如圖1所示。

圖1 儀表闆總成構造圖以及在工裝上安裝狀态

将上述已經按照裝配要求正确裝配在工裝上的儀表闆總成置于振動台面上，并且将環境箱按照程序移到Z軸方向的振動台面上，保證環境箱能夠和振動台的連接配合合理、可靠，具有良好的密封性和隔熱效果，避免出現冷凝水滲透的現象，如下圖2所示。

圖2 儀表闆總成與Z軸振動擴展台連接示意圖

選用的夾具包括三角塊，螺絲和壓塊，進行工裝和Z軸振動台面的固定，同樣夾具也需要滿足重量輕、剛性好，固有頻率高，在整個試驗頻帶中，不存在諧振點，并且傳遞特性好，橫向運動好。

三綜合振動開始前，除了上述的安裝和固定程序，同時，根據客戶需求設定環境性運行程序，該儀表闆總成環境試驗一個循環的試驗圖譜如下圖3所示。

圖3 儀表闆總成三綜合試驗一個循環溫度譜圖

從圖4在低溫（-30℃），高溫（ 75℃，50%濕度）加權平均的控制曲線可以看出，在50Hz時出現共振現象，起初懷疑是樣品與工裝之間，工裝與台面之間存在固有頻率之間的共振，建議修改工裝，按照數模圖，工裝增加了相關位置的固定，發現在50Hz左右任然存在共振現象。經查閱相關資料，在50Hz出現共振現象是由于地線回路的工頻幹擾，由于此次儀表闆總成的三綜合振動試驗量級較小，工頻幹擾就顯現出來。經咨詢廠家，工頻幹擾的現象是一直存在的，如果振動試驗的量級增加，即arms值增加，工頻幹擾現象就可以忽略，廠家建議在小量級試驗時，可以進行控制器和功放的接地。

但是，我們同時發現工頻幹擾現象在低溫（-30℃）和高溫（ 75℃，50%濕度）這兩個環境下的工頻幹擾程度不一樣，從圖4（C）到圖4（D），當濕度關閉時，降溫過程中，50Hz處的工頻幹擾又加強。因而推測濕度的存在可以在一定程度上降低該儀表闆總成試驗在50Hz處的工頻幹擾。

圖4 （A）儀表闆總成在試驗開始5min時加權平均控制曲線；

（B）儀表闆總成在溫度-30℃環境下的加權平均控制曲線；

（C）儀表闆總成在溫度75℃，濕度50%環境下的加權平均控制曲線；

（D）儀表闆總成結束時加權平均控制曲線；

（E）儀表闆總成在溫度-30℃環境下的控制和監控曲線；

（F）儀表闆總成在溫度75℃，濕度50%環境下的控制和監控曲線

對比E和F儀表闆總成4#傳感器在低溫環境-30℃以及高溫環境75℃，50%濕度環境下，低溫時諧振點為10.00977、11.23047、11.96289、12.93945和14.16016Hz，而在高溫時，諧振頻率為10.00977、11.71875、13.91601、12.93845和16.84570Hz。由此可見，由于溫度以及濕度的變化，該産品的塑料件區域特性也會有變化，這主要也是和PP改性材料在高低溫環境下本身的韌性變化有關。

進行四輪溫度，濕度循環和随機振動偶合試驗後，需要對儀表盤總成的整個部件，包括粘結件、鉚接件、裝備件等應該均無松弛現象，塑料區域沒有因為振動試驗産生的應力發白現象，線束之間沒有發生移位現象。主要後期的功能性衰減程度需要返回給客戶自己評估。

04注意事項，經驗和建議

為了保證試驗能夠準确、順利地進行，需要随時關注試驗箱中樣品的情況，以及振動台的監控情況，避免由于緊固件松動或者傳感器松脫而出現各種意外事故。

鑒于三綜合振動試驗複雜性，因此要求三綜合試驗前需要進行詳細的準備和詳細的分析計算，尤其通電測試，更需要評估電噪聲對試驗造成的影響。