整车自然暴晒与全光谱阳光模拟老化相关性研究

随着汽车工业中非金属材料的广泛应用，其耐老化性能日益受到重视。自然暴晒试验虽能真实反映材料在实际使用环境下的老化行为，但存在试验周期长、条件不可控、重复性差等不足。为缩短产品开发周期，人工加速老化试验逐渐成为研究热点。本文基于整车自然暴晒与紫创测控luminbox全光谱卤素灯太阳模拟器开展对比研究，通过搭载PC样板与采用温度校正太阳辐射量法（TNR）分析两者老化相关性。

自然暴晒试验方法

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本研究选取具有典型气候差异的新疆吐鲁番和海南琼海暴晒试验场，两地环境特征如表1 所示。吐鲁番地处干旱地区，年平均温度17.6℃，年降雨量仅 8.5mm，相对湿度 26%，年辐照总量达6769MJ/m²；琼海为热带湿润气候，年平均温度26.4℃，年降雨量 2283mm，相对湿度 82%，年辐照总量4507MJ/m²，两地气候差异为相关性研究提供了全面的环境样本。

全光谱阳光模拟试验方法

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试验采用DIN 75220 标准，将整车置于配备温度、湿度及辐照度控制与检测设备的环境试验舱内，搭载全光谱卤素灯太阳模拟器开展试验。试验周期为25 个循环（总计 600h），其中包含 15 个干热气候循环和 10 个湿热气候循环。全光谱卤素灯的光谱辐射分布需满足特定要求：波长280~400nm 占比 6.1%、400~800nm 占比 51.8%、800~3000nm 占比 42.1%，各波段允许偏差均为±5%。

相关性研究方法

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全光谱的光谱辐射分布

本研究采用温度校正太阳辐射量法（TNR）结合PC 样板搭载试验。TNR 法源自GMW 3417 标准，通过实时采集黑标温度和总辐射量进行能量累积，有效关联温度与辐照强度两大老化关键因素，计算公式为：

其中R为零部件每 5min 吸收的太阳辐射量（MJ/m²），T为零部件表面每 5min 测得的黑标温度（℃），TNR 为温度调节辐照量（MJ/m²）。

试验条件定义

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自然暴晒样车按企业标准停放在两试验场，车头朝南，暴晒周期1 年；阳光模拟试验样车按DIN 75220 标准置于试验舱内，周期25 个循环（600h）。传感器安装于仪表板上罩中间部位（阳光照射最严重区域），同步测量总辐射量与黑标温度；3 台试验车的同一部位均搭载PC 样板，分别用于两地自然暴晒及阳光模拟试验，定期测试色差。

整车 TNR 能量测试结果

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对两种车型在琼海、吐鲁番自然暴晒及阳光模拟试验中的仪表板区域数据进行TNR 计算，结果显示：车型 A 的全光谱阳光模拟 TNR 数据占海南暴晒的 83.8%、吐鲁番暴晒的 84.5%；车型 B 的对应占比分别为 75.4% 和 71.0%。这表明仪表板区域的全光谱阳光模拟试验与自然暴晒试验具有较高吻合度，不同车型因结构设计差异，相关性系数略有不同，但整体处于70%~84% 区间。

PC 样板色差测试结果

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各个状态一段时间间隔内PC 样板的色差变化值（△ E）

采用分光测试计（D65,10°,SCI）对PC 样板进行测试，每块样板选取3 个点位测量，取算术平均值后计算色差，每组3 块样板再取均值。测试结果显示，全光谱阳光模拟试验中PC 样板的色差数据，与新疆吐鲁番、海南琼海自然暴晒后的样板色差数据差异较小，表明两者在材料颜色老化表现上具有较好的相关性，验证了阳光模拟试验对自然老化的模拟有效性。

研究表明，仪表板上罩区域的全光谱阳光模拟与自然暴晒具有较高相关性，25 个循环（600h）的阳光模拟试验相当于自然暴晒一年的70%~84%，不同车型存在小幅差异。全光谱阳光模拟试验的PC 样板色差数据与自然暴晒结果吻合度良好，且该试验具有周期短、条件可控的优势，可在整车及零部件研发中发挥重要验证作用。

Luminbox全光谱卤素灯太阳光模拟器

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紫创测控Luminbox全光谱卤素灯太阳光模拟器专为汽车、工业测试等领域打造，致力于精准模拟太阳光环境，其采用先进的全光谱卤素灯技术，能近乎真实地还原太阳光谱，为汽车老化实验提供太阳辐射模拟。

 

全光谱范围:300nm-1200nm

设计结构灵巧便于安装

配备电压电流调节功能

符合GJB150.7A-2009、VW/DIN75220、BMWPR306标准

紫创测控Luminbox全光谱卤素灯太阳光模拟器，通过优化卤素灯的光谱输出和稳定性，在保证高精度模拟太阳光谱的同时，显著提升了能效比和使用寿命，为汽车材料测试提供了更可靠的选择。

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