高速列车转向架区气动噪声分离研究

高速列车转向架区的噪声包含气动噪声、轮轨噪声和设备（结构）噪声,为了将这几种噪声进行分离,将工况传递路径分析（operational transfer path analysis,简称OTPA）技术用于转向架区气动噪声分离。低速运行工况,转向架区的噪声主要是轮轨噪声和由电机、轴箱、齿轮箱等动力设备产生的结构噪声,气动噪声很小可以忽略不计,通过低速运行工况的传递路径分析可以得到轮轨声和结构声路径的传递函数;高速运行工况,转向架区目标点的噪声是3种噪声贡献叠加的结果,在假定轮轨噪声和结构噪声传递函数不随速度变化的前提下,用低速运行工况下的传递函数可以求得轮轨噪声和结构噪声的贡献量,与目标点总值比较,差异部分即为气动噪声的贡献量。分离结果表明,气动噪声占主导的速度转折点出现在200 km/h,350 km/h速度级下气动噪声的贡献量达到60%,轮轨噪声的贡献量约为30%,仍不可忽略。     

车内噪声传递路径分析方法探讨

为了指导汽车NVH工程师更好地进行故障诊断和声学设计,介绍了传递路径分析（TPA）方法的基本原理,详细分析传递函数和激励力的测量方法,并以某型汽车发动机振动噪声向车内传递为例,介绍TPA方法的应用。试验结果表明,应用TPA方法可有效、方便地进行噪声源识别和贡献分析。     

水下圆柱壳体结构噪声的工况传递路径分析

为实现水下航行器噪声源和噪声传递路径的识别、量化,利用工况传递路径分析(operational transfer path analysis,简称OPA)并考虑其在实际应用中面临的4个关键问题,选取恰当的工况数组合和参考振源,采用截断总体最小二乘(TTLS)方法,有效地避免了矩阵求逆存在的不适定问题,由此建立水下结构的OPA模型.进行水下单、双层圆柱壳体结构的振动-声辐射试验,实现了噪声与结构振动数据的同时基采集.基于建立的OPA模型编制程序进行水下单、双层圆柱壳体结构的噪声贡献量分析,结果与试验测量结果吻合较好,并从传递路径的角度找出了对壳外噪声起主导作用的环节.建立的OPA方法可以识别、量化水下圆柱壳体结构的主要噪声源和噪声传递路径,并且能够指导水下航行器噪声的实时预报和减振降噪措施的正确实施.     

基于传递路径分析的车内噪声源识别

简述了车内噪声的产生机理和传递路径分析试验的基本原理.针对某国产试制SUV在怠速和三档急加速工况下车内噪声偏大的问题,建立传递路径分析模型,进行传递路径分析试验.根据试验结果识别出车内噪声的主要传递路径,找出主要传递路径贡献量大的具体原因.最后提出降低车内噪声的修改建议,为降低车内噪声提供依据.     

新型传递路径分析OPAX方法研究

OPAX （Operational-X Transfer Path Analysis）法是一种新型的传递路径分析方法,利用已有的数据拟合出耦合点的激励力,计算出各路径对目标点的贡献量,从而可进行传递路径分析.它具有高效率、高精度的特点.以某中型客车为研究对象,利用OPAX法对其进行了结构传递路径分析,识别出主要贡献路径,然后采取相应措施对悬置进行改进,且取得了良好效果.     

基于OTPA方法的隔振系统传递路径分析

阐明了工况传递路径分析方法(Operational Transfer Path Analysis,OTPA)的基本原理和分析流程;基于单路径隔振系统进行传递函数计算和精度分析;利用OTPA方法对3路径隔振系统的每条路径进行振动传递能力分析,并利用路径的振动传递贡献量确定出振动传递的关键路径。分析方法和流程能为机械系统振动或噪声源定位、传递机理分析、振动或噪声控制提供研究基础。     

基于逆子结构传递路径分析方法的汽车车内噪声整改

逆子结构传递路径分析方法可以重复利用部分数据,此特点在需要重复进行振动噪声传递路径查找的场合可以有效减少工作量。基于此方法对一款车内噪声超过标杆车的开发样车进行了两次振动噪声传递路径分析,然后对动力总成悬置进行了相应的整改,使车内噪声达到标杆车水平。     

轻型客方向盘怠速抖动问题的传递路径分析

通过建立传递路径模型,应用传递路径分析方法针对某轻型客车方向盘怠速抖动进行了传递路径分析。阐述了传递路径分析的理论推导过程以及在实际问题中的应用方法。针对发动机悬置及排气悬吊的各条结构传递路径进行了传递函数获取以及工作载荷的识别,并最终获取了各结构传递路径的贡献量。通过综合考虑贡献量幅值及相位因素并对其进行分析,最终确定了发动机后悬置的X向及Z向对怠速方向盘抖动的贡献量最为突出,为怠速方向盘抖动的改善工作指明了方向。     

高速列车车内客室端部噪声分布特性与声学模态分析

基于现场测试,对高速列车车内客室端部噪声分布特性进行分析研究。结合车内、车下振动分析和车内空腔声学模态计算,明确车内客室端部噪声分布的形成机理,在此基础上提出高速列车车内客室端部噪声问题的改善建议。研究结果表明,高速列车车内客室端部靠窗位置和过道位置的横向距离为1.2~1.7 m,但靠窗位置的噪声却比过道位置大8 dB(A)左右。车内的噪声和车内、车下的振动加速度在111 Hz附近均存在显著的峰值,这个频率正是列车在250 km/h运行速度下的过枕跨参数激振频率。车内空腔声学模态在111 Hz附近基本上表现为横向两侧大、中间小的状态。车体系统的结构振动和车内声学空腔存在相互耦合的关系,最终导致车内客室端部出现这种特殊的噪声分布。相关研究结果可为研究消除或降低高速列车车内异常噪声的措施提供参考。     

动力总成引起的轿车乘员室结构噪声传递路径分析与控制

动力总成振动引起的轿车乘员室结构噪声往往经过多维路径进行传递,对结构噪声传递路径的辨识和控制是减少结构噪声的有效措施之一.文中以尚处于设计中的某轿车车身结构为研究对象,采用实验数据与有限元模型相结合的方法,将动力总成及其悬置装置的动态特性引入到车身结构的设计过程中,依据各传递路径对乘员室结构噪声的贡献度,辨识结构噪声的主要传递路径及关键影响因素,进而指导车身结构的设计,达到控制结构噪声向轿车乘员室传递的目的.     

高速列车转向架区域车内噪声控制及优化设计

高速列车的转向架区域上方为车内噪声最显著位置,采用试验分析和仿真预测相结合的方法,根据"声源-路径-响应"的车内噪声机理,研究了转向架区域上方的车内声振特性、转向架区域地板的结构优化以及转向架区域车内噪声预测。研究发现,转向架区域上方车内噪声在500～800Hz频率区段存在显著峰值。其中,500Hz以上主要来自于空气传声路径,200Hz以下主要来自于结构传声路径。车内噪声与地板的隔声量呈负相关,与地板的振动加速度级呈正相关。随着地板的隔声量不断增大或者加速度级不断降低,其对车内噪声的影响呈逐渐变小的趋势。该研究成果可为高速列车车内噪声控制提供参考和依据。     

变速器啸叫噪声传递路径分析优化

分析了变速器产生啸叫噪声的机理,并通过变速器啸叫噪声测试分析了空气辐射噪声对车内变速器啸叫噪声的贡献量,判断车内变速器啸叫噪声主要通过结构传递路径贡献,最终通过优化变速器选换挡拉索支架和变速器后悬置主动侧的悬置支架,有效地降低了车内变速器啸叫噪声水平.     

基于传递路径分析的关门声贡献量研究CSCD

为了改善汽车关门声品质,研究不同部件对汽车关门噪声的贡献量,采用了传递路径分析(TPA)方法。根据TPA的基础理论,车门和车身发生碰撞的部位均为激励源,由于激励源为环状,进行了离散化处理,建立了汽车关门的传递路径模型,并对某款车进行了关门噪声试验。通过试验验证了离散化处理和所建模型的准确性,同时得到车门、车身和门锁对关门噪声总体以及不同频率下的贡献量。根据试验结果,车门的噪声贡献主要集中在中频和高频,车身主要是低频和中频的噪声贡献,而门锁在低、中、高频都具有较大贡献量。     

车门玻璃下位振动传递路径建模及优化分析

阐述了传递路径分析(transfer path analysis,简称TPA)方法的基本理论,对某车型左前车门玻璃下位关门过程中玻璃振动异常进行了传递路径分析,并针对该车门结构设计特点,提出了基于传递路径分析方法的二级TPA分析模型,分别为锁机、密封条-玻璃一级传递路径模型和导轨接附点-玻璃二级传递路径模型.通过常用关...     

基于整车传递路径贡献分析法的纯电动车啸叫噪声优化

针对某电动车的车内啸叫噪声,利用逆矩阵法提取问题工况下各激励点载荷,搭建车内啸叫的传递路径贡献量分析模型。根据分析结果,确认啸叫噪声的主要路径并针对该问题路径提出相应改善措施,将电机隔振系统设计成二级隔振系统;搭建刚柔耦合仿真模型,以隔振器的刚度为优化变量,以问题路径的振动传递率为优化目标,对电机隔振系统进行优化。按照优化结果进行装车试制,经实车试验验证,车内啸叫问题得到明显改善。     

拖车转向架气动噪声数值研究

拖车转向架作为高速列车最主要的气动噪声声源,由于其结构复杂、细小部件多、周围涡流分布紊乱等,对拖车转向架的气动力和气动噪声认识甚少。采用定常RNG k-ε湍流模型与宽频带噪声源模型对拖车转向架的气动阻力、气动升力和气动噪声声源进行初步探讨,并结合非定常大涡模拟与Lighthill声学比拟理论对其进行远场气动噪声分析。计算结果表明:较大漩涡存在于空气弹簧与抗蛇形减振器之间、迎风侧轴箱与构架侧梁外侧的邻近区域;气动阻力、气动升力与运行速度的平方成正比关系,占总气动阻力最大的部件依次为构架(24.02%)、轮对(19.30%)、枕梁(18.08%)、制动闸片、抗侧滚扭杆、制动盘、构架支架和空气弹簧,枕梁的气动升力最大且占总气动升力的157.88%左右;轮对、构架、制动闸片、制动盘、枕梁、垂向减振器、抗侧滚扭杆等凸起部位的迎风侧表面为拖车转向架的气动噪声源,且构架对拖车转向架总噪声的贡献量最多,其次为轮对,然后为盘形制动装置和枕梁,抗侧滚扭杆、垂向减振器、空气弹簧和横向减振器对总噪声的贡献量较少。拖车转向架远场气动噪声是宽频噪声,具有噪声指向性、衰减性和幅值特性等,主要能量集中在28~56 k Hz频率范围内,中心频率为50 Hz、100 Hz、160 Hz在低频部分能量较大且分布规律不随运行速度的改变而变化。     

基于TPA的船舶机械系统振动传递特性分析

为有效降低船舶机械系统低频线谱振动,采用传递路径分析方法（transfer path analysis,简称TPA）对典型船舶机械设备振动沿管路系统与浮筏基座传递规律进行试验研究。试验结果表明,通过传递路径分析方法辨识各路径振动贡献量合成结果与直接测量结果一致,证明了本研究方法与测试数据的正确性。通过传递路径与输入船体结构振动功率流贡献量分析,发现设备低频段振动能量主要通过浮筏基座进行传递,整个试验模型的低频线谱成分由管路系统与船体耦合引起。该研究结果可为船舶机械系统低频线谱主动控制作动器的位置优化与频率选取提供参考。     

电动轿车空调系统振动噪声传递路径测试分析

为控制某纯电动汽车怠速空调开启工况时车内噪声,开展空调系统振动噪声传递路径研究。首先,采用Benchmark分析、整车-子系统性能分解、旋转件阶次频率分析等方法,获得了该纯电动汽车空调系统关键零部件振动噪声传递路径,发现冷却风扇安装支架刚度和空调管路振动是引起车内噪声偏大的主要因素;然后,提出了安装支架刚度加强方案和空调管路减振措施;最后通过试验数据验证,经过改进后该车型怠速空调开启工况车内噪声由46.2dB(A)降低到44.5dB(A),满足了目标值45.0dB(A)要求。上述研究方法可为纯电动汽车空调系统振动噪声传递路径分析提供参考,亦可为相关车型空调系统结构设计提供借鉴。     

Tikhonov正则化在运行工况传递路径分析的应用

针对传统运行工况传递路径分析(operational transfer path analysis,简称OTPA)存在的不足,通过理论和试验分析,提出基于Tikhonov正则化方法的OTPA反问题模型。首先,分析Tikhonov正则化方法的理论优势,给出Tikhonov正则化参数选择的依据,同时调节电机转速获得不同运行工况数据,利用奇异值分解方法研究壳体结构的振动传递路径,分析传统OTPA算法总贡献量误差及路径贡献量估计精度;其次,分析运行工况数据是否满足Picard条件,提出基于Tikhonov正则化方法的OTPA算法,并分析Tikhonov正则化参数对所提出算法的影响。分析结果表明,所提出的方法显著减小了总贡献量和路径贡献量误差以及路径误判现象。该研究可为振动噪声监控与减振降噪提供理论依据。     

隧道内高速列车车内噪声特性及声源识别试验分析

与明线运行相比,隧道内的高速列车车内噪声将明显增加。通过线路试验,对我国某型高速列车以160～350 km/h速度在明线和隧道运行时的车内振动噪声进行测试分析。掌握两种线路下的车内振动和噪声、车身表面气动噪声、转向架区域振动和噪声特性及其随速度的变化规律;采用50通道球形声阵列,识别两种线路下的车内主要噪声源,并分析噪声源的车内区域贡献率,进而在此基础上研究两种线路下的车内声振传递特性。结果表明,两种线路下车内噪声频谱差异主要体现在315～2 000 Hz,各测点不同线路的声压级差值与运行速度相关性较小,车内噪声受轮轨噪声激励影响相对明显。对于客室中部,列车350 km/h匀速运行时,隧道段列车顶板和客室后方贡献率分别增加4.0%和3.0%,地板贡献率降低8.6%,差异频段主要体现在63～160 Hz。对于侧墙区域,明线段车内低频噪声主要来自侧墙的振动,而在隧道时,车内低频噪声则主要来自于侧墙车身表面的气动激励。客室内噪声总值和频谱分布的差异在隧道运行情况下会减小,现有更关注客室端部噪声控制的传统认识,在列车隧道运行下,需要同样重要地关注和对待客室中部区域。