随着汽车轻量化不断上涨的趋势，电子产品以及汽车的零部件产品的集成化程度不断增加，主机厂对于产品的环境适应性的要求也越来越高。

为了检验其产品能否适应在使用、运输过程中遇到的各种力学环境，需要进行振动、冲击和碰撞一系列的试验。其中振动台系统是完成试验的关键设备，可以进行振动、冲击和碰撞三项测试。

01、什么是汽车产品的三综合试验？

三综合试验是指综合温度、湿度及振动三个环境应力的试验，可用于考核汽车产品在温湿度和振动三综合的环境下运输、使用的适应性。与单一因素作用相比，更能真实地反映产品在运输和实际使用过程中对温、湿度及振动复合环境变化的适应性，暴露产品的缺陷，是新产品研制、样机试验、产品合格鉴定试验全过程必不可少的重要试验手段。

1、温度

温度是汽车可靠性测试的一个重要测试条件，因为汽车在使用过程中，是暴露在外部环境下的。汽车的各个零部件在环境中，随着温度的高低变化都会产生相应的变化。通过将产品暴露在自然的或人工的环境条件下经受其作用，以评价产品在实际使用、运输和储存的环境条件下的性能，并分析研究环境因素的影响程度及其作用机理。以此来验证汽车产品是否达到在研发、设计、制造中预期的质量目标。

2、湿度

空气的干湿程度叫做“湿度”。湿度对于汽车零部件的影响是非常巨大的。因为汽车是由上万个零部件组成的集合，绝大部分的电子零部件都要求在干燥条件下作业和存放。湿度如果超出零件的承受范围，就会导致产品故障。并且就汽车的金属零件而言，潮湿环境会加速腐蚀，降低其使用寿命。

3、振动

在汽车领域，狭义地说，振动测试在于通过传感器、放大仪器以及显示记录仪表，测量运动机械或工程结构在外界环境激励或运行工况中其重要部位的位移、速度、加速度等运动量，从而了解机械或结构的工作状态。广义地说，通过运动量的测量，我们希望了解机械或结构的动特性，如固有频率、固有振型、阻尼以及动刚度等特性参数，为机械或工程结构的动力设计服务。在汽车生产中，限制汽车产品相关零部件的振动效应或提高其抗震性能已成为考核汽车质量的关键。

汽车领域三综合试验，主要是用于测试汽车零部件在温度、湿度、振动环境下的各项性能指标，采用独特的平衡调温调湿方式，获得安全、精确的温湿度环境。

02、为什么要进行三综合振动测试？

根据长期以来对温度、湿度、振动三种应用与产品失效关系的研究发现，这三种环境应力的任何一种施加在产品上，都可以引发产品的失效故障，而如果三种环境应力同时施加在产品上时，则可以使得产品失效的几率上升3-5倍。

比方说，在进行温度循环对产品的内部的影响试验时，由于材料和金属件，或者材料之间的热膨胀系数的差异，使产品的结构发生伸缩，导致部件结合部位发生松脱，此时增加环境湿度，潮气就会顺着缝隙侵入到产品设备的内部，使得结合部件连接处的摩擦系数降低。如果再施加振动应力，那么就将会产生不同于三种环境应用试验的新的失效结果。因而对于实际工况下的汽车零部件，进行温度、湿度和振动的三因素试验才能更加准确的反映其零部件本身的可靠性。

03、仪表板总成试验方法

仪表板总成通常是由仪表板上本体，风口总成，中央控制区，组合仪表罩等区域组成，具体如图1所示。

图1 仪表板总成构造图以及在工装上安装状态

将上述已经按照装配要求正确装配在工装上的仪表板总成置于振动台面上，并且将环境箱按照程序移到Z轴方向的振动台面上，保证环境箱能够和振动台的连接配合合理、可靠，具有良好的密封性和隔热效果，避免出现冷凝水渗透的现象，如下图2所示。

图2 仪表板总成与Z轴振动扩展台连接示意图

选用的夹具包括三角块，螺丝和压块，进行工装和Z轴振动台面的固定，同样夹具也需要满足重量轻、刚性好，固有频率高，在整个试验频带中，不存在谐振点，并且传递特性好，横向运动好。

三综合振动开始前，除了上述的安装和固定程序，同时，根据客户需求设定环境性运行程序，该仪表板总成环境试验一个循环的试验图谱如下图3所示。

图3 仪表板总成三综合试验一个循环温度谱图

从图4在低温（-30℃），高温（+75℃，50%湿度）加权平均的控制曲线可以看出，在50Hz时出现共振现象，起初怀疑是样品与工装之间，工装与台面之间存在固有频率之间的共振，建议修改工装，按照数模图，工装增加了相关位置的固定，发现在50Hz左右任然存在共振现象。经查阅相关资料，在50Hz出现共振现象是由于地线回路的工频干扰，由于此次仪表板总成的三综合振动试验量级较小，工频干扰就显现出来。经咨询厂家，工频干扰的现象是一直存在的，如果振动试验的量级增加，即arms值增加，工频干扰现象就可以忽略，厂家建议在小量级试验时，可以进行控制器和功放的接地。

但是，我们同时发现工频干扰现象在低温（-30℃）和高温（+75℃，50%湿度）这两个环境下的工频干扰程度不一样，从图4（C）到图4（D），当湿度关闭时，降温过程中，50Hz处的工频干扰又加强。因而推测湿度的存在可以在一定程度上降低该仪表板总成试验在50Hz处的工频干扰。

图4 （A）仪表板总成在试验开始5min时加权平均控制曲线；

（B）仪表板总成在温度-30℃环境下的加权平均控制曲线；

（C）仪表板总成在温度75℃，湿度50%环境下的加权平均控制曲线；

（D）仪表板总成结束时加权平均控制曲线；

（E）仪表板总成在温度-30℃环境下的控制和监控曲线；

（F）仪表板总成在温度75℃，湿度50%环境下的控制和监控曲线

对比E和F仪表板总成4#传感器在低温环境-30℃以及高温环境75℃，50%湿度环境下，低温时谐振点为10.00977、11.23047、11.96289、12.93945和14.16016Hz，而在高温时，谐振频率为10.00977、11.71875、13.91601、12.93845和16.84570Hz。由此可见，由于温度以及湿度的变化，该产品的塑料件区域特性也会有变化，这主要也是和PP改性材料在高低温环境下本身的韧性变化有关。

进行四轮温度，湿度循环和随机振动偶合试验后，需要对仪表盘总成的整个部件，包括粘结件、铆接件、装备件等应该均无松弛现象，塑料区域没有因为振动试验产生的应力发白现象，线束之间没有发生移位现象。主要后期的功能性衰减程度需要返回给客户自己评估。

04、注意事项，经验和建议

为了保证试验能够准确、顺利地进行，需要随时关注试验箱中样品的情况，以及振动台的监控情况，避免由于紧固件松动或者传感器松脱而出现各种意外事故。

鉴于三综合振动试验复杂性，因此要求三综合试验前需要进行详细的准备和详细的分析计算，尤其通电测试，更需要评估电噪声对试验造成的影响。