工况传递路径分析（OPA）方法在应用中的缺陷

工况传递路径分析（OPA）方法是传递路径分析技术中一项新的技术,由于其在应用中的高效性而引起了广泛的关注。本文利用经典传递路径分析方法（TPA）为参考,通过理论分析和实例验证两种方法,揭示了OPA方法在实际应用中的三个明显缺陷。第一种缺陷由于结构模态的影响,传递路径之间存在互相关,形成OPA的交叉耦合缺陷。第二种缺陷由于实际工况的限制可能导致传递率函数估计错误。第三种缺陷是对分析中遗漏传递路径的可能,OPA方法的拟合总值对比不能识别。这三个缺陷均会导致OPA分析失败,得出错误的结果。     

工况传递路径分析在方向盘振源识别中的应用

摘 要：针对某三缸发动机车辆怠速工况下方向盘抖动的问题,利用工况传递路径分析方法找出方向盘抖动的原因。首先采集怠速工况的动力总成悬置点和方向盘的振动加速度信号,使用奇异值分解建立了从动力总成悬置被动端到方向盘的振动传递矩阵。然后对比传递矩阵合成的振动信号与拾振点的实测信号,验证了传递矩阵的正确性。最后计算各条路径对方向盘的振动能量贡献量,结合模态分析和信号的频谱分析,发现导致方向盘抖动的主要原因是副车架的共振,为解决方向盘抖动问题提供了依据。     

混合传递路径分析方法

根据悬臂壳实验台结构建立有限元模型,并结合实验模态分析对其进行修正,建立高精度有限元模型。利用实验模态分析结果计算结构阻尼参数,确立混合传递路径分析(TPA)中频率响应函数(FRF)的有限元计算方法,并且与实验结果对比,验证其有效性和可行性。利用Tikhonov正则化方法进行载荷识别,对悬臂壳实验台进行混合TPA实验研究,获得不同频率下各路径对目标点振动的贡献量,并将各路径对目标点的振动贡献量进行矢量叠加,与实验测试值进行对比。结果表明,各路径贡献量叠加结果与实验测试值吻合较好,可确定该结构的主要振动传递路径,从而为结构优化奠定基础。     

不同载荷识别的结构振动传递路径分析方法研究

为提高传递路径分析(Transfer Path Analysis,TPA)方法在结构振动传递特性分析中的有效性和工程实用性,提出不受振源存在或移除影响的逆矩阵法(MIM)识别工作载荷,并与直接测量法、复刚度法(CSM)、参数化模型的动刚度法在载荷识别时的适用范围、性能特点进行比较分析。由此建立相应的三种TPA方法,并结合振动模型算例,系统深入地分析三种TPA方法的性能以及结构特性参数对TPA方法性能的影响。分析结果表明给出的MIM-TPA方法在结构振动传递特性分析时具有更佳的精度和稳定性,并最终确定不同TPA方法的计算精度、效率及适应范围,极具工程应用价值。     

基于传递路径分析的车身阻尼材料拓扑优化

以某乘用车怠速工况下的车内噪声为研究对象,建立内饰车身的声-固耦合有限元模型,施加实测的加速度激励预测车内噪声响应。通过有限元模型获取系统传递函数,结合实测加速度激励建立传递路径分析模型,分析怠速工况下驾驶员右耳位置121 Hz频率处各路径的声学噪声贡献情况,以贡献量较大的路径为板件贡献量分析的激励输入位置,确定后地板为铺设阻尼的目标板件。以121 Hz处驾驶员右耳声压最小为目标,建立拓扑优化模型,对后地板阻尼进行布局优化。结果表明,怠速工况下121 Hz峰值频率处驾驶员右耳声压级下降5.59 dB(A),传递路径分析对阻尼结构优化设计具有一定指导作用。     

基于传递路径分析的车身阻尼材料拓扑优化

以某乘用车怠速工况下的车内噪声为研究对象,建立内饰车身的声-固耦合有限元模型,施加实测的加速度激励预测车内噪声响应。通过有限元模型获取系统传递函数,结合实测加速度激励建立传递路径分析模型,分析怠速工况下驾驶员右耳位置121 Hz频率处各路径的声学噪声贡献情况,以贡献量较大的路径为板件贡献量分析的激励输入位置,确定后地板为铺设阻尼的目标板件。以121 Hz处驾驶员右耳声压最小为目标,建立拓扑优化模型,对后地板阻尼进行布局优化。结果表明,怠速工况下121 Hz峰值频率处驾驶员右耳声压级下降5.59 dB(A),传递路径分析对阻尼结构优化设计具有一定指导作用。     

基于悬置刚度法的客车方向盘怠速振动传递路径分析

为更加准确识别某中型客车怠速工况下的方向盘振动来源,提升传递路径分析精度,文中总结了基于悬置刚度法分析振动传递路径的基本方法,并以该车方向盘为研究对象开展方法验证。首先,通过计算该车悬置软垫预载力、对已有的悬置软垫数据进行多元回归拟合以及整车方向动刚度转化计算出该悬置软垫实际动刚度;其次,测试系统水平频响函数以及激励点与响应点的加速度信号;再次,用基于阻抗矩阵法TPA所得的结果以及实测结果作为标杆进行对比,比较结果显示悬置刚度法TPA具有较高的精度。传递路径分析结果表明排气系统X向振动对方向盘怠速振动贡献量最大。断开发动机与排气系统连接,发现方向盘怠速振动加速度明显降低,进一步验证了基于悬置刚度法的传递路径分析结果的可靠性。上述分析结果可为车内振动的传递路径分析提供借鉴。     

基于工况传递路径分析的涡轮增压器激励源识别

为实现涡轮增压器向大流量高压比方向发展;需对增压器的主要激励源及其贡献量进行探究;从而保证其运行状态可靠稳定;这对其噪声与振动控制具有重要意义。基于工况传递路径分析(Operational Transfer Path Analysis;OTPA);以某型柴油机涡轮增压器轴承体的加速度信号作为目标响应点;建立振动-噪声传递路径分析模型;详细分析该增压器的主要激励来源以及传递路径贡献量。结果表明:在低频范围内;发动机基础激励的贡献占主导地位。当频率达到气动载荷基频时;压气机端气动载荷激励的贡献增大;甚至高于发动机的激励。随增压器转速的升高;基频不断增大;其贡献量也逐渐增大;而涡端气动载荷激励的贡献一直较小。在相同气动载荷条件下;发动机转速越高;目标点的振动响应越大。     

船舶振动噪声源传递路径分析及试验验证

针对工况传递路径分析（Operational transfer Path Analysis OPA）方法在工程应用中虽具吸引力、尚存准确性难以满足船舶实际应用需求等问题,将多源信号视为卷积混叠,提出耦合振动噪声源分离方法。建立船舶OPA模型,结合船舶传递路径振声测试试验对模型可行性、正确性进行验证。讨论观测点数目及不同工况组合对新OPA模型影响,给出有效选取原则。结果表明,新OPA模型可准确、高效进行船舶噪声源识别、声场预报及状态监测,工程应用前景广阔。     

基于逆子结构的产品包装耦合系统传递路径分析

目的以产品包装耦合系统为研究对象,基于动态逆子结构技术,利用传递路径分析法研究对目标系统级传递函数峰值贡献量影响最大的子结构传递函数,并找出耦合界面特征参数对力传递率的影响规律,从而更好指导缓冲包装设计。方法通过建立二级多点耦合系统集总参数模型,以此来研究各子结构传递函数,以及各耦合点对目标系统级传递函数的贡献量,研究耦合点处物理参数对力传递率贡献量的影响规律。结果找到对主要传递路径影响最大的子结构传递函数,以及耦合点处刚度及阻尼对力传递率贡献量的影响规律。结论无需拆卸系统,即可实现路径贡献量分析,高效地识别各子传递路径对目标系统级传递函数峰值的贡献量,揭示包装耦合界面物理参数对传递贡献的影响本质,从而为指导缓冲包装的设计和优化提供理论支撑和技术指导。     

工况传递路径分析法原理及其应用

工况传递路径分析法（OTPA）是一种有效振动传递路径的在线测量方法,测试中用振源处的振动加速度或噪声表征振源,用振动传递率表示传递路径,相对于传统传递路径分析（TPA）,不需要测量激励力和力到响应的传递函数（FRF）,测试过程得到简化,并可以在线测量。在推导分析工况传递路径的基本原理的基础上,分析其误差原因。并以一汽车振动噪声分析为例,介绍工况传递路径分析法的基本实施步骤,通过传递路径综合分析得出噪声源排序,并由此提出减振降噪措施建议。     

基于动力总成三点悬置的改进TPA方法应用研究

针对传统TPA方法存在的测试时间长、传递函数估计精度低等问题,在对传统TPA方法分析的基础上,提出一种基于新型传递函数估计的改进TPA方法,采用改进TPA方法对动力总成三点悬置进行了实车分析和仿真试验。新型传递函数估计方法消除了实测信号中随机噪声影响,提高了估计精度;改进TPA方法省略了车身阻抗测量环节,缩短了测试时间;仿真试验结果证明了改进TPA方法应用于动力总成三点悬置的可行性。     

液压管路振动功率流传递路径分析

摘要： 随着压力体制的不断提高,具有复杂空间构型的工程机械设备液压管路系统,其振动模态更丰富、振动频域范围更宽、振动机理极为复杂。为此,本文根据液压管路系统链式结构,利用有限元功率流法对液压管路系统的振动能量传递过程进行深入研究,并对管路系统输入点进行激励分析。通过MATLAB编程求解和ABAQUS有限元动力仿真分析,得到液压管路系统振动能量的传递情况,辨识振动能量的主要传递路径,最后通过实验验证仿真的准确性,为传递路径分析提供依据。     

摩托车路面输入传递特性分析及试验

改善摩托车振动传递特性是提高摩托车振动舒适性的重要途径。基于所建立的路面输入下摩托车5自由度振动分析模型和拉格朗日方程,推导了车身和驾驶员垂直加速度对前后轮位移的频率响应特性。结合某125摩托车,编制Matlab程序对频率响应特性进行了数值计算,并借助道路模拟试验机对摩托车传递特性进行试验。结果表明,提出的摩托车传递特性分析和试验方法对提高摩托车振动舒适性具有重要的指导作用。     

沉管隧道结构有限元建模及模型有效性研究

对不同的沉管隧道结构建模方法进行对比,研究采用两种不同类型的单元对沉管隧道结构计算模型有效性的影响,并通过试验进行验证。结果证明采用板壳单元进行建模时可得到较高精度的结果。结论可用于结构和周围介质较为复杂的沉管隧道这类大型地下工程动力特性分析与计算,将有效提高计算结果的准确性和效率。     

二维复合结构声子晶体的振动特性与实验研究

声子晶体可以获得低频带隙,抑制特定频率振动的传播。建立二维复合结构声子晶体的有限元模型,分析其传输特性,以得到各组元参数对带隙的起止频率及带宽的影响。分析声子晶体的各种材料参数、结构参数、周期数、排列方式等对带隙的影响。利用铝板、硅胶、钢片材料制作复合结构声子晶体样件,进行传输特性实验,得到的频率响应曲线与有限元仿真结果吻合很好。进而为声子晶体在中低频减振中的具体应用提供依据。     

《舰艇艉部纵向激励传递特性分析》

采用有限元/边界元方法对艉部的声振特性进行研究。首先建立了包含主推进系统在内的有限元模型,分析流固耦合下结构的振动,并利用边界元技术进行结构水下声辐射预报。然后根据传递路径分析方法,对纵向激励下艉部的传递路径进行分析排序。结果显示,纵向激励下,推力轴承基座是艉部振动的主要传递路径。在确定了潜艇艉部的主要振动传递路径后,在主要传递路径上采取隔振措施,以达到减振降噪的目的。研究表明,改变推力轴承的刚度和基座结构形式,对艉部的减振降噪有一定作用。     

汽车齿轮的振动测试与分析

阐述汽车齿轮振动测试系统的组成和测试方法,并利用测试结果对四种典型故障引起的振动进行分析。研究引起汽车齿轮振动的主要原因,为降低汽车齿轮的振动和噪声提供了某些依据。     

商用车汽车座椅振动传递特性研究

对商用车中常用的机械减振座椅的垂直方向传递特性进行研究,通过液压伺服振动试验台测量了座椅的传递率。通过建立座椅多体动力学模型,在验证模型的基础上,应用正交试验方法,找到对系统影响较大的因素,改进了座椅的减振性能。