基于结构动力学修改技术的传递路径分析方法

针对传统传递路径分析(TPA)方法的局限性,提出一种基于结构动力学修改技术的传递路径分析方法。该方法通过系统频响函数预测被动部件频响函数,结合工况数据识别耦合力,实现路径贡献量分析。采用数值案例对该方法进行演示,验证其理论的正确性。针对轿车车身振动问题进行应用研究,选取发动机悬置安装点加速度和车内底板处加速度作为振动传递分析的研究对象。结果表明,该方法预测的被动部件频响函数与试验测试值吻合,可以在不拆分系统的情况下得到与传统TPA精度相仿的分析结果,验证了方法的工程可行性和应用简便性,为开展轿车车身NVH性能分析提供可借鉴的新方法和途径。     

基于逆子结构分析方法的车门振动噪声分析

针对国内主机厂某款SUV 以11 km/h～13 km/h 的速度行驶在搓衣板路面时左后车门出现异常振动的现象进行分析。通过前期试验已确定引起车门异常振动的激励来源于搓衣板路面，借助逆子结构分析方法对从轮轴头到左后车门(目标响应点)振动传递路径进行分析。该方法优势在于在整车耦合系统条件下，通过试验测量可得到底盘系统和车身系统耦合界面动态参数与各子结构频响函数，从而求解出各轮轴头到接附点（车身侧为被动端）激励传递率以及各子系统非耦合状态下频响函数，从而实现振动传递路径贡献量分析，最终找出激励传递率较大的接附点。     

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。     

基于振动响应传递比函数的系统识别研究进展

与频响函数反映动力系统输入-输出的关系不同,振动响应传递比函数反映的是系统输出-输出之间的关系。振动响应传递比函数可以有效地避免对系统输入的测量,近年来成为系统识别领域重要的分析手段。该文对振动响应传递比函数进行了分类,揭示了传递比函数的特性,并着重阐明了传递比函数与频响函数之间的内在联系。以此为基础,综述了局部传递比（local transmissibility）和传递比矩阵（transmissibility matrix）在结构模态参数识别、损伤识别和模型修正应用中的研究进展。最后,该文指出了基于传递比函数的系统识别存在的问题,并对将来的研究思路作出了展望。     

基于频响函数综合的推进轴系动力学建模与支撑结构参数优化分析

针对船舶推进轴系提出了一种基于频响函数综合的子结构方法,考虑了轴承液膜交叉刚度的影响、螺旋桨和推进电机同时激励的工况,分析了在螺旋桨和推进电机激励下的振动响应特性。该方法将耦合系统划分为螺旋桨-轴系、轴承、高弹、推进电机、隔振器和船体子结构,通过二次频响函数综合建立了耦合系统的频响函数表达式;利用该建模方法和灵敏度分析建立了以均方传递力、传递功率流为优化目标的优化模型,针对轴承、隔振器和高弹的刚度参数进行优化。结果表明:基于频响函数综合的子结构建模和优化方法效率高,适合于对支撑结构刚度参数进行优化;对一模型的匹配优化结果表明,轴承和隔振器刚度减小、高弹性联轴器的刚度增加对减小振动传递有利。     

基于加速度频率响应函数的结构损伤测量方法研究

提出了一种利用加速度频响函数对结构的损伤进行定位和定量分析的方法，该方法分别利用试验测量和模型计算所得的加速度频响函数对动力学模型的刚度矩阵、质量矩阵、阻尼系数进行修正，使修正后模型的加速度频响函数与试验测量所得的相一致，利用其修正的差值即可对结构的损伤进行定位和定量分析。该法具有明确的物理意义，避免了模态分析，便于形成实时监测系统。数值算例检验了方法的有效性和精度。     

基于有限参考点的设备运行变形分析研究

运行变形分析在设备诊断中得到广泛应用。传统运行变形分析需要大量振动测点，工程上很难满足上述需求。提出一种基于有限参考点的设备运行变形分析方法。对结构进行锤击实验，获取参考点和观测点之间的频响函数矩阵，构建识别模型，计算出参考点和观测点之间的传递率矩阵。利用有限点的振动数据和传递率矩阵，计算设备全部测点的运行变形。为验证该方法，在某台架实验台上开展了试验研究。通过有限参考点方法计算所得运行变形振型比较好地反映了台架真实运行变形，并且发现了某截面振动异常现象，验证了本方法的可行性。     

基于能量解耦和传递路径分析的发动机悬置系统优化

以某卡车动力总成悬置系统能量解耦为目标,悬置刚度参数作为设计变量,利用ADAMS软件对动力总成悬置系统进行分析与优化。在消声室内进行实车工况数据和频响函数采集,建立传递路径分析模型,根据传递函数分解理论利用Matlab编写传递路径分析程序,并将ADMAS优化得到的悬置刚度数据代入程序中进行贡献量和车内目标点振动分析,寻找贡献量较大路径,对相应的悬置继续进行优化。结果表明,该优化方法可以得到较好的能量解耦和较低的车内振动。     

周期桁架浮筏系统的隔振特性研究

研究了周期结构对桁架浮筏隔振系统振动传递的衰减特性,首先利用有限元方法计算周期桁架浮筏的频响特性,并将其与传统浮筏进行比较。然后,为在隔振系统中评价周期结构浮筏的性能,运用频响函数综合法建立整个系统的振动传递模型,计算频响函数。仿真分析表明：周期桁架浮筏较传统浮筏更有效地抑制振动的传递,当与设备组成一个隔振系统之后,在与浮筏上下层隔振器的共同作用下,整个隔振系统能在一个宽频段内对振动传递产生更好的抑制作用     

双层圆柱壳体水下振动噪声结构传递路径分析

为了实现水下双层圆柱壳体噪声源及传递路径的识别、量化,建立了水下结构振-声传递路径分析（TPA）模型,模型借助互谱技术、平均技术及加窗来进行频响函数估计,并结合正则化方法改善频响函数矩阵求逆的病态问题。进行了双层圆柱壳体水下振动-声辐射试验,实现噪声与结构振动数据的同时基采集。编制TPA程序计算得到合成噪声响应与实测结果吻合很好,利用频谱贡献云图及数据对比的方式分析了传递路径对壳外目标点噪声的贡献,结果与分布运转法所得一致,进而从传递路径的角度找出了对壳外噪声起主导作用的环节。可见,建立的水下双层圆柱壳体结构振-声TPA方法可以有效地识别、量化主要噪声源和噪声的传递路径,并且能够指导水下噪声实时预报和采取针对性的减振降噪措施。     

基于绝对传递率函数的传递路径分析

传统的传递路径分析方法需进行载荷识别,试验过程繁琐。为了提高建模和试验的效率,采用传递函数分析模型的高级传递路径分析方法被提出,避免了载荷识别过程。在高级传递路径分析的基础上提出了基于绝对传递率函数的N-TPA法,采用归一化方法对测量得到的传递率函数进行处理,有效避免了绝对传递率函数求解过程中的病态问题,同时采用主分量分析方法计算贡献度,可以获取在频带范围内的贡献度的影响排名。通过四自由度弹簧质量系统进行了仿真分析,依据分析结果提出了算例修正模型。通过飞机模型试验验证了该传递路径分析方法的准确性,结果表明,该方法在保证精度的前提下能有效缩短试验周期,加快实验进程。     

传递路径分析在结构设计中的应用

传递路径分析是一种结构振动性能优化、故障诊断、结构振动性能评估的有效方法和手段。在原理台架上进行的传递路径分析研究中,简要阐述了传递路径分析方法的原理及其特点,将试验结果与仿真分析相结合,对比验证了结果的可行性和有效性。在原理台架上分别对4种改进设计结构进行传递路径分析,最终确定一种合理的结构。分析结果表明,传递路径分析法能有效的找出结构振动传递路径,从而在路径上进行控制结构的改进,为有效的降低结构振动提供依据。     

MIMO随机振动试验频响估计中激励和响应的同步方法

频响函数估计是多输入多输出随机振动试验控制算法中的必要环节。在振动环境试验中,通常不采集振动台的实际激励信号,而用实测的响应信号和计算机内存中的激励信号来进行系统频响函数估计。由于计算机内存中的激励信号与实际振动台上的激励信号之间在相位上存在着差异,从而导致实测的响应信号和计算机内存中的激励信号不同步。这给系统频响函数的估计带来了较大困难。为此,根据线性系统中激励和响应之间的关系,结合随机减量法,提出了一种二次相关法用于系统频响函数的估计。用该方法进行频响函数估计只需要采集响应信号。在三轴振动台上进行了对比试验,结果验证了本文所提出的二次相关法的正确性。     

基于压电驱动的圆柱壳内振源振动传递控制

针对圆柱壳内振源振动通过环形支承向壳体传递的问题,提出一种基于压电作动器的主被动支承隔振方案,并通过振源-主被动支承-壳体耦合系统进行振动控制分析。根据Flugge壳理论,采用波传播法建立圆柱壳体振动模型,同时采用有限元方法建立振源及主被动支承的振动模型,最终使用子结构频响函数综合获得耦合系统振动模型。基于耦合系统模型和理想控制假设,在频域给出壳体振动可控性,并通过振源-主被动支承-壳体试验系统验证控制的有效性。仿真与试验结果表明,基于压电作动器的主被动隔振方案能显著降低壳体的宽带和线谱振动。     

时域工况传递路径分析方法

针对非稳态工况振动噪声的传递路径分析需求,将频域工况传递路径分析方法推广到时域,利用指示点和目标点的时域工况数据实现路径分解,提出了时域工况传递路径分析方法。利用时域传递率函数建立了目标点与指示点时域工况数据的卷积关系,并将其离散化后以矩阵方程的形式表示,然后采用Tikhonov正则化求解,即可利用不同工况下目标点和指示点的时域响应数据计算出时域传递率函数,能进行振动噪声的分解和预测。通过九自由度集中质量块模型仿真与简易车身骨架模型试验进行检验,结果表明所提出的方法具有较好的精度,可以准确地进行时域传递路径分析,并能准确预测目标点在非稳态工况下的响应。     

基于加权正则化的火箭发动机振动传递路径分析

为了给火箭发动机振动控制提供依据,需要对受到多源激励的发动机进行振动传递路径分析,其主要包括载荷识别和贡献量分析两个环节。为了准确识别发动机多源激励载荷并提供可靠的振动贡献量分析结果,提出一种基于加权正则化的改进传递路径分析技术。首先,推导出了载荷识别相对误差上界,并利用加权矩阵和贝叶斯理论提高载荷识别精度,并基于此提出改进的传递路径分析理论。然后,进行某发动机地面振动试验。最后,根据所提的加权正则化载荷识别理论和参考点响应数据识别了多源激励,并计算分析了不同振源在目标点的振动贡献量。分析结果表明,相较于传统传递路径分析技术,所提方法能更准确地识别多源激励,提供更可靠的振动贡献量分析结果。     

结合视觉测振与频响函数的梁裂纹定位方法

机器视觉测振技术具有多点测量的优点,且不会给被测对象带来附加质量。提出结合视觉测振与频响函数的梁裂纹定位方法,搭建机器视觉测振系统,并通过与基于激光位移传感器的测量结果精度对比进行验证。利用视觉测振系统测量得到的激励输入和多位置点振动信号,估计频率响应函数,描述激励点到各位置点之间的振动传递特性。基于裂纹产生前后频响函数的变化定义裂纹位置识别指数向量,通过辨识向量中分量最大值位置实现裂纹定位。在悬臂梁测振实验中设置不同的裂纹深度、不同的激励频率和不同的裂纹位置,对该裂纹定位方法的效果进行实验验证。     

小波阈值降噪技术对OPAX方法的改进研究

扩展工况传递路径分析方法所需的输入信号均在汽车运行工况下采集,混杂有其他干扰信号,严重影响分析结果的精确性。针对此问题,应用小波阈值降噪技术对OPAX方法进行改进。首先,构造适合于车辆运行工况振动数据的小波估计阈值以及阈值函数。其次,以一辆装备四缸汽油机的乘用车为例,采集车辆在3 WOT工况下,悬置主动端,被动端,车内响应点的振动加速度信号,整车系统的频响函数等。然后建立起从动力总成到车内座椅,方向盘和地板的传递路径分析模型。在发动机2阶工况下,对比地板处振动数据的实测值与计算值,发现两者吻合较好,验证了模型的准确性。最后以地板处实测值为标杆,对比改进后的OPAX计算值与原计算值,结果表明改进后的计算值更接近实测值,且在峰值频率处表现优异,有效提高了OPAX方法的分析精度。     

基于左矩阵分式模型的短记录数据模态参数识别

在测量数据有限情况下,由于难以获得频响函数(FRF)的准确估计,使用FRF 作为原始数据的传统模态参数识别方法将不再适用。针对该问题,提出一种基于频响函数左矩阵分式模型的模态参数识别方法。该方法直接使用输入输出数据FFT 谱(IO 谱)作为原始数据,避免了频响函数估计。通过最小二乘估计在Z 域内求解模态参数,改善了矩阵的求解性态。针对左矩阵分式模型的特点,给出了一种通过主分量分析(PCA)建立稳定图的方法。最后采用GARTEUR 飞机模型建立仿真算例对所提出的方法进行了验证。     

周期桁架结构浮筏隔振特性分析与实验研究

利用周期结构特性和波形转换作用,提出一种新型周期桁架结构浮筏。首先利用有限元方法建立浮筏结构的数值模型并计算其频响特性,通过频响函数综合建立包含机组、浮筏和基础的振动传递模型,在隔振系统中评价新型桁架浮筏的性能,然后在此基础上,对新型桁架浮筏隔振系统进行实验验证。结果表明：周期桁架结构浮筏比传统浮筏能够更有效地抑制振动传递,组成浮筏隔振系统后,在与浮筏上下层隔振器的共同作用下,整个隔振系统在更宽的频段内对振动传递产生抑制作用。