列车白车身损耗因子试验研究

对7m长高铁车厢白车身划分子系统,根据能量平衡方程确立子系统总损耗因子、内损耗因子和耦合损耗因子的关系,通过测量总损耗因子和能量比可以直接计算内损耗因子和耦合损耗因子。为了准确测量总损耗因子,计算中采用Hilbert变换求瞬态信号对数衰减率的方法,其创新点在于不需要测量输入功率就可以得到完整方程并获得统计能量分析参数。内损耗因子和耦合损耗因子的计算结果可以为建立车厢能量统计模型提供数据参考。     

机床电主轴多结构耦合损耗因子的试验研究

机床电主轴的精细化动力学建模是确保其高速高精且平稳运行的理论基础。电主轴结构复杂,而采用统计能量分析原理可以实现对复杂系统动力学模型的求解。针对统计能量分析研究模型中的关键参数,以耦合损耗因子为研究对象,建立了多结构的内损耗因子、总损耗因子、能量比及耦合损耗因子的试验理论模型;依据瞬态衰减法测试并通过数据处理获得了耦合子系统内损耗因子和总损耗因子,利用均值导纳法获取耦合子系统能量比,根据瞬态能量平衡方程计算了耦合损耗因子;通过与理论分析对比,验证了提出的瞬态激励试验实现耦合损耗因子的测量分析方法是正确的。该方法可实现快速高效的获取复杂动力学系统的耦合损耗因子。     

基于统计能量法的变速箱振动特性研究

应用统计能量分析方法对变速箱结构进行高频振动特性的分析。通过有限元计算得到1/3倍频程频带内的模态数目,确定适合统计能量分析的频率范围。研究复杂结构等效质量的试验方法,测量得到两个子系统的等效质量、内损耗因子和耦合损耗因子。结合测量结果,在VA One中建立统计能量分析模型,计算得到随机激励力作用下的振动响应,并与试验测量结果进行对比,验证结果表明所建模型是正确且有效的。运用所建立的变速箱SEA模型计算在实际工作激励下的振动响应。结果表明统计能量分析方法可以有效地对复杂结构的高频振动特性进行分析。     

基于区间摄动法的不确定结构高频动响应预示

统计能量分析是目前航空航天、汽车、船舶和核能等领域解决高频段振动及噪声问题的有效方法之一。考虑稳态统计能量分析模型中损耗因子和外载荷的不确定性,将带有测量误差的内损耗因子和耦合损耗因子等参数以区间变量形式表示。提出基于区间摄动方法的不确定结构高频段动响应预示方法,给出每个统计能量分析子系统总能量区间的计算步骤及方法,揭示损耗因子和外载荷测量误差对稳态响应预示结果的影响规律,通过对两块复合板结构的实验验证了理论的合理性和有效性。     

一种新的基于脉冲激励的内损耗因子获取方法

根据稳态能量流法和瞬态衰减法各自的原理和优缺点,利用脉冲激励和稳态能量流法的思想,提出了一种新的基于脉冲激励的内损耗因子获取方法。该方法克服了稳态能量流法和瞬态衰减法的不足之处。使用此方法通过试验获取了一块金属板的内损耗因子。将该方法与瞬态衰减法计算的内损耗因子和结构损耗因子进行了比较,结果表明该方法计算的结果具有较高的精度。     

不可分离结构的损耗因子测量研究

提出对不可分离结构内损耗因子和耦合损耗因子的测量方法。对于内损耗因子测量，针对实际工程中子结构不可分离的问题，提出了用总损耗因子代替内损耗因子的方法。对于耦合损耗因子测量，利用已测得的内损耗因子结合稳态振动实验测得的能量可计算出结构间耦合损耗因子。同时分析了耦合损耗因子大小对总损耗因子代替内损耗因子差值的影响。仿真结果表明，当耦合损耗因子远小于内损耗因子时，内损耗因子和总损耗因子近似相等。对双圆柱壳耦合结构进行了实验验证，实验结果证明了该方法的正确性。     

材料物性热效应对统计能量分析参数的影响

高温环境会引起系统的统计能量分析参数发生变化,原因之一是温度改变了材料物性。为建立计及材料物性热效应的统计能量分析模型,有必要先研究材料物性热效应对统计能量分析参数的影响。针对四周简支的L形折板结构,在一板上施加雨流载荷(rain-on-the-roof),计及材料物性热效应,基于能量流模型分析得到子结构不同温度下对应于特定模态群的载荷的平均输入功率及各子系统的平均振动能量,再基于PIM理论分析得到由内损耗因子、耦合损耗因子与频带中心频率的乘积定义的参数:内损耗系数、耦合损耗系数。研究结果表明:整体模态密度、雨流载荷的平均输入功率与板材面内弹模随温度的变化趋势相反;内损耗系数、耦合损耗系数与板材面内弹模随温度的变化趋势相同。     

经典参数在多结构耦合系统统计能量分析中的应用

直接和间接耦合损耗因子是用统计能量分析方法研究多结构耦合系统振动响应的关键参数，也是急待解决的问题之一。本文提出了用经典统计能量分析参数计算多结构耦合系统的直接和间接耦合损耗因子的方法。其优点是利用经典统计能量分析已取得的成果解决了多子结构耦合系统的问题。文中首先推导了经典的双子结构耦合系统的耦合损耗因子和结构参数的关系，然后研究了多子结构耦合系统的直接和间接耦合损耗因子与结构参数的关系，最后推导得到多子结构耦合系统的直接和间接耦合损耗因子和经典统计能量分析中的耦合损耗因子的关系。以三子结构耦合系统为例进行了实验测量，直接、间接耦合损耗因子和结构振动响应的实验测量值与理论预测结果吻合较好。     

基于有限元能量流模型的复杂耦合结构中低频段耦合损耗因子的计算

有限元能量流模型在随机宽带激励下,得到各子系统的空间及频域平均的能量,将其代入能量平衡方程,得到了柔性体之间的间接耦合损耗因子。与传统有限元模型计算耦合损耗因子的方法相比,该方法计算效率更高;与传统统计能量分析模型计算耦合损耗因子的方法相比,该方法计算精度更加可信。最后,该方法通过试验得到了验证。     

基于SEA的空间光学遥感器冲击响应预测

为了对空间光学遥感器进行冲击响应预测,提出了一种基于统计能量分析(Statistical Energy Analysis,SEA)原理的新方法;基于稳态SEA推导了瞬态SEA的能量流平衡方程,结合虚拟模态综合与仿真方法(Virtual Mode Synthesis and Simulation,VMSS)和SEA方法进行空间光学遥感器的冲击响应预测;首先根据SEA原理,建立了典型空间光学遥感器的简化SEA模型,采用理论计算和试验测试的方法,得到了该模型各子系统的模态密度、内损耗因子、耦合损耗因子;在火工品附近安装冲击加速度传感器,点火起爆,测得冲击加速度时域曲线,以该测试数据为分析模型的输入,基于SEA方法进行冲击响应分析,得到反射镜子系统、遮光罩子系统、载荷板子系统的冲击响应谱曲线,该曲线与试验数据比对表明,在低频段由于模态密度较低,预测精度较差,在高频段其一致性小于4d B,从而验证了该方法在结构高频冲击响应预测的有效性。     

基于统计能量法的声场-结构耦合模型高频振动隔振分析

应用统计能量法软件计算高频域卫星的声场-结构耦合响应,并设计被动隔振与主动式有效载荷适配器相结合的减振方案。利用有限元建模和AutoSEA仿真进行减振模拟分析,证明综合隔振方案的提出有效减弱了各阶模态频率上的振动响应,同时也消除了声场振动声压的波动峰值。且充分说明AutoSEA仿真计算对于高频声场-结构耦合问题的可行性与准确性。     

基于统计能量法理论的收割机驾驶室噪声分析

汽车的噪声、振动和舒适度(NVH)是衡量汽车制造质量的一个综合性技术指标,尤其体现为驾驶室的振动噪声水平。采用统计能量分析法(SEA)原理对某一型号农用收割机的驾驶室进行噪声预测分析,并对SEA的建模有效性进行实验验证。研究结果表明:在低频域,驾驶室背板的振动是引起驾驶室噪声的主要因素,而在高频段,驾驶室噪声水平则主要取决于外部噪声。对此,可采用增加壁板结构阻尼的方法来有效拟制驾驶室内部低频噪声,同时通过增加驾驶室壁板厚度等方法降低驾驶室内的低频噪声。另外,减少各个子系统连接间的泄漏也是改善高频噪声的一个有效途径。     

某拖拉机驾驶室声学特性分析与改进

为了降低拖拉机驾驶室内中高频噪声,建立基于统计能量分析(SEA)方法的驾驶室内噪声预测模型。通过理论计算和试验方法确定模型的基本参数和激励输入,通过仿真与试验对比验证了SEA模型的准确性。最后对驾驶室内声腔的功率输入分析,得到对驾驶室内噪声贡献较大的板件子系统,据此提出有针对性的声学包装改进方案,仿真结果表明该声学包装设计方案可以有效降低驾驶室内中高频噪声,总声压级降低1.87 d B(A),为拖拉机驾驶室内噪声控制及声学包装优化提供有效依据。     

某单缸柴油机排气消声器的结构优化分析

针对单缸柴油机排气消声器在中低频段消声效果不理想的问题,提出一种新的消声器结构优化方案。首先,利用Virtual. Lab和Fluent软件进行消声器声学优化以及流场优化。然后对两种消声器动力性能进行对比分析,并通过功率损失试验和插入损失试验对比分析优化前后的消声器。仿真结果表明,优化后的消声器在中低频段消声效果优于原消声器,且内部平均温度比原消声器有所降低。试验结果表明,在典型扭矩点和功率点噪声分别降低约4.0dB和3.6 dB,均降低明显。优化后的消声器在不同转速工况下插入损失提升效果均十分显著,但功率损失率仍在允许范围内,这证明了新消声器结构的可行性。     

基于OKID的损耗因子辨识方法研究

提出了利用观测器/卡尔曼滤波辨识(OKID)方法辨识系统的最小阶功率流模型.首先直接由测量的输入功率和能量的时域数据辨识功率流系统的Markov参数,然后利用特征系统实现算法得到功率流模型的最小实现.同时对统计能量分析模型修正方法进行了改进,将初始模型子系统间的耦合信息作为附加约束条件,并根据约束最优化思想寻求初始损耗因子相对误差矩阵的最小范数解,进一步可得到辨识的损耗因子参数.通过5子系统结构的实例仿真分析,验证了OKID功率流模型辨识方法可行并具有很好的抗噪性能;与传统SEA模型修正算法相比,改进方法对初始SEA模型有更好的适应性,修正参数更好地保持了物理意义.研究的辨识方法可有效提高内损耗因子和耦合损耗因子的实验辨识精度,扩展实验SEA参数识别的工程应用范围.     

复杂板件的隔声量仿真方法

针对波纹板、加筋板等复杂结构的隔声量仿真分析,提出一种分频段的仿真分析方法,获得复杂板件较为准确的隔声量仿真结果。在中频区域,采用考虑边界条件及阻尼损耗因子的有限元法对复杂板件进行仿真分析;而对一阶频率之前的低频区域,即刚度控制区域,采用等效法进行复杂板件的仿真分析;为了提高高频区域的计算效率,对其采用统计能量法计算隔声量。全频段的综合隔声量仿真结果与实验结果非常吻合,验证分频段仿真方法的有效性。     

应用结构声强技术测量耦合损耗因子

介绍了一种新的耦合损耗因子测量方法：声强法。以点和线耦合结构为例，应用两点差分技术和单点技术测量弯曲波耦合损耗因子，将测量结果与传统方法获得的测量结果相比较：声强法能较准确地测量点耦合结构间弯曲波耦合损耗因子，其测量精度与能级差分法和直接测量方法的测量精度相似。     

钢铝结构连接耦合损耗因子计算方法研究

统计能量法已广泛用于解决高频振动与噪声问题,耦合损耗因子是其关键参数之一。研究基于统计能量法、有限元法和功率输入法,提出一种钢铝连接耦合损耗因子数值计算方法,并运用MATLAB编写了计算软件。通过对含过渡接头的T型连接结构进行数值和实验研究,验证了该法的可靠性。这对提高钢铝混合结构的噪声预报精度及指导其结构声学设计具有重要意义。