HUD投影模块碰撞试验

HUD（Head-Up Display）投影模块碰撞试验是针对车载平视显示系统的核心光学组件，在模拟车辆碰撞工况下验证其结构可靠性和功能完整性的关键测试。该试验通过施加机械冲击、振动及加速度载荷，评估模块在极端力学环境中是否会发生脱落、形变、光学偏移或电气失效，确保事故中乘员安全并满足车载电子设备抗冲击标准。

HUD投影模块碰撞试验目的

验证模块在车辆碰撞工况下的机械固定可靠性，防止因冲击导致组件脱落引发二次伤害。

检测光学组件（如反射镜、液晶屏）在加速度载荷下的位移偏差，确保投射画面精度符合±0.1°的行业要求。

评估内部电路连接器、焊接点在冲击下的耐久性，避免因振动谐波导致信号传输中断。

模拟极端温度(-40℃~85℃)与机械冲击的复合作用，验证材料热膨胀系数匹配性。

HUD投影模块碰撞试验方法

半正弦冲击测试：采用10-50g、6ms脉冲宽度的冲击波形模拟正面碰撞工况。

随机振动测试：执行5-2000Hz频率扫描，功率谱密度达0.04g²/Hz模拟持续路面冲击。

多轴同步激振：通过6自由度振动台复现真实碰撞中的空间复合运动。

光学实时监测：采用高速摄像（1000fps以上）捕捉投影光路偏移量。

HUD投影模块碰撞试验分类

按载荷类型：稳态加速度试验（模拟紧急制动）、瞬态冲击试验（模拟碰撞）

按测试轴向：XYZ三轴独立测试、多轴耦合测试

按环境条件：常温冲击、温度循环冲击（-40℃→85℃循环）

按失效模式：结构完整性试验、功能保持性试验

HUD投影模块碰撞试验技术

DIC数字图像相关技术：通过散斑分析监测0.01mm级微小形变

激光多普勒测振：非接触式测量高频振动响应

模态叠加法：预测特定频率下的共振风险点

有限元仿真预判：提前优化模块支架的固有频率设计

HUD投影模块碰撞试验步骤

1、工装适配：设计铝合金仿形夹具，保证模块安装角度与实车一致

2、基线检测：记录初始光学参数（亮度500-1200cd/m²、对比度1000:1）

3、预试验：施加5g/10ms冲击进行系统共振点扫描

4、正式测试：按ISO 16750-3标准执行XYZ三轴各100次冲击循环

5、中间检测：每20次冲击后测量投影畸变和色彩均匀性

HUD投影模块碰撞试验所需设备

电磁式振动台：最大推力20kN，频率范围DC-3000Hz

冲击试验机：可实现半正弦、梯形波等多种波形，最大加速度100g

恒温恒湿箱：温变速率≥10℃/min，湿度范围10%-95%RH

高速工业相机：分辨率1280×1024，帧率≥5000fps

激光位移传感器：精度0.1μm，采样率1MHz

HUD投影模块碰撞试验参考标准

ISO 16750-3:2012 道路车辆电气电子设备机械载荷试验方法

SAE J1757-2 车载显示设备冲击振动测试规范

GB/T 28046.3-2019 道路车辆电气及电子设备环境条件第3部分：机械负荷

IEC 60068-2-27 电工电子产品基本环境试验规程 冲击试验方法

MIL-STD-810H 方法516.8 装备冲击试验程序

JASO D001-94 汽车电子设备环境试验方法通则

GMW3172 通用汽车电子系统验证标准第8章节

Volvo VCS 1027,2559 沃尔沃专项碰撞试验规程

BMW GS95003-5 宝马集团车载HUD专项测试标准

Hyundai-Kia ES 39110-00 现代起亚HUD模块可靠性试验标准

HUD投影模块碰撞试验注意事项

夹具共振频率需高于2000Hz，避免引入额外振动干扰

光学测量需在暗室环境（≤1lux）下进行，消除环境光干扰

试验前后需执行48小时温度恢复，消除材料应力记忆效应

冲击波形需通过闭环控制保持误差≤±5%

HUD投影模块碰撞试验合格判定

结构要求：外壳无可见裂纹，固定螺栓扭矩衰减≤15%

功能要求：亮度衰减≤10%，虚像距离偏差±0.3m内

电气要求：CAN总线通信误码率＜1×10⁻⁶

安全要求：破碎件质量＜10g（ECE R21要求）

HUD投影模块碰撞试验应用场景

新车研发阶段：验证HUD支架拓扑优化方案的有效性

量产质量控制：每批次抽样进行50g/6ms冲击测试

事故分析重建：复现实际碰撞工况寻找设计缺陷

轨道交通：高铁HUD需满足EN 50155标准更高冲击要求

航空领域：适航认证需增加20-2000Hz宽带随机振动测试