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。     

混合传递路径分析(TPA)方法的准确性验证

分析了混合TPA的计算方法,即将传统TPA方法,与有限元模型仿真计算所得传递函数相结合,以达到减少计算工作量、缩短实验周期。论文针对某车型传动系统扭振引起的车内轰鸣问题,搭建混合传递路径分析模型,在准确识别副车架与车身耦结合处载荷力的基础上,确认贡献量较大的传递路径,并将各传递路径对目标点的声压贡献量进行矢量叠加,拟合出车内目标点声压谱图。分析得到的目标点噪声情况与试验测得结果能够很好的吻合,重现了问题频段的频谱特征,证明了混合TPA方法的准确性。     

随机振动下产品包装系统的传递路径数值仿真与实验研究

针对产品内部质量分布不均、材料和结构特性不同,建立产品包装系统模型,通过数值仿真和实验研究产品包装系统的振动传递特性,并探究在限带白噪声谱和ASTM卡车运输谱激励下产品包装系统的振动响应规律。利用状态空间法和MATLAB/Simulink仿真工具对产品包装系统进行随机振动仿真分析,研究缓冲衬垫材料参数对路径的频响传递函数和产品动态响应的影响。研究结果表明：在产品的四条振动传递路径中,刚度和质量分布大的路径上的频响传递函数和质量块的振动响应更大;产品内部的阻尼参数对各路径的频响传递函数和质量块的加速度响应基本无影响;关键元件上的加速度响应大小介于产品各路径上质量块的加速度响应大小之间;较大的缓冲衬垫阻尼有利于降低关键元件上加速度响应功率谱（PSD）的共振峰大小,较大的缓冲衬垫刚度使关键元件响应PSD共振频率和共振峰值均增大。外部激励谱型、系统的振动传递特性和共振频率附近的激励谱能量对缓冲衬垫的减振效果均有影响。仿真分析和实验研究下的产品包装系统的随机响应规律具有一致性。     

多点复杂载荷作用下结构振动仿真与试验研究

多点复杂载荷激励作用下舰船等结构的振动响应问题是进行声辐射问题求解的前提。以安装于基座面板上的激振电机作为激振源,振源与基座面板通过力传感器进行多点连接,分别使用力传感器和加速度计测量激振电机运转时输入至结构的激振力和安装点处的加速度值。采用MATLAB和LabVIEW两种编程语言混合编程,考虑相位差的影响,结合有限元法获取的传递函数,对多点激励下的振动响应进行仿真和试验研究。并探讨了结构在力型输入和加速度型输入条件下,多点激振的振动响应求解方法,试验研究的结果验证了多点激振时传递函数理论计算结果的正确性。对比研究结果表明采用力型输入所得结果与实验结果符合最好,且影响加速度型作为输入条件求解振动响应精度的因素多,并非参与运算的通道越多所得结果越好。     

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。     

采用等效重构载荷的虚拟传递路径分析

工作载荷识别复杂,传递路径描述困难等是小型航空机载装备传递路径分析（Transfer Path Analysis,TPA）所面临的难题。根据装备系统耦合特征,以有限载荷节点表征分布动态载荷区域,并运用基于传递关系矩阵的载荷反演技术重构路径点等效载荷,将无限传递路径简化为有限路径,构建了虚拟传递路径分析（Virtual Transfer Path Analysis,VTPA）模型。以燃油泵调节器为例,将4 种VTPA 模型的合成结果与振动响应分析结果进行对比,选择合成效果最佳的基于传递率矩阵的无源系统虚拟传递路径分析（Transmissibility?Based Single?body Transfer Path Analysis,TB?STPA）模型进行路径贡献量分析。结果表明垂直于安装面的路径方向对目标响应影响最大,增加辅助支撑装置能够显著降低电插座振动响应,验证了TB?STPA方法的有效性。     

多源激励作用下结构振动响应的试验研究

多个振动源激励是船舶等复杂结构振动响应的显著特点,相应的规律研究具有重要意义。发展了多源激励条件下结构振动响应的试验测量方法,并应用于不同圆柱壳体结构振动特性测量试验。测量结果表明：相位对结构的振动响应和激励源间的耦合关系影响较大,局部频率下结构的振动响应存在较大的非线性。激励源不相关时,振动响应测量结果与有限元预测结果吻合较好,初步验证了测量方法的正确性。     

基于TPA和遗传算法的动力总成悬置系统优化设计

针对某前置前驱(FF)的乘用车的怠速抖动问题,提出了基于传递路径分析(TPA)和遗传算法的动力总成悬置系统优化设计方法。利用TPA技术,将悬置系统固有特性和车内目标点振动响应相联系,并综合利用悬置系统6自由度模型,考虑其解耦率和固有频率分布,建立了悬置系统优化数学模型,进而利用NSGA-II遗传算法对其进行多目标优化,获取最优的刚度参数,通过悬置试制,进行整车匹配测试。实验结果表明,优化后的悬置系统隔振性能大幅提升,车内目标的振动响应量表现较优,有效解决了乘用车的怠速抖动问题,验证了所提出的优化方法的有效性。     

改进的工况传递路径分析

传递路径分析(transfer path analysis, TPA)为解决工程中的许多振动噪声问题提供了较好的解决方案,但是也存在测试效率比较低、测试过程比较繁琐等缺点。工况传递路径分析(operational transfer path analysis, OTPA)作为一种改进的TPA方法,由于其具有操作简单、测试效率高等优点,受到了工程界的青睐。但是,OTPA在提高测试效率的同时却降低了测试的精度。此外,OTPA对于传递路径的定义与传统的TPA存在差异。为了改进现有的OTPA方法,提出了一种利用主被动侧耦合点响应之间的差值来替代原先OTPA中的参考点响应信息的方法。理论分析和实验都证明了所提出的方法在工作量相当的前提下提高了OTPA的测试精度,且路径的物理意义和传统TPA保持一致。     

采用波束形成和传递路径分析的室内噪声源评价

在室内噪声控制中,由于噪声源数量多且室内声场复杂,造成噪声源评价困难。提出一种室内噪声源评价方法：首先根据声源可能存在的位置进行区域划分,然后在各区域内利用波束形成方法进行声源定位,找到该区域A计权声压级最大的噪声源。再将各主要声源对噪声评价位置进行传递路径分析,计算各声源对该位置的贡献量。最后通过传递路径分析合成的噪声与该位置实际所测噪声的误差分析判断主要声源识别的有效性。仿真研究表明该方法能有效降低室内混响对声源定位的影响,减小传递路径方法的工作量,便于找到对评价位置影响最大的主噪声源。     

Identification of relevant acoustic transfer paths for WT drivetrains with an operational transfer path analysis

The aim of a transfer path analysis (TPA) is to view the transmission of vibrations in a mechanical system from the point of excitation over interface points to a reference point. For that matter, the Frequency Response Functions (FRF) of a system or the Transmissibility Matrix is determined and examined in conjunction with the interface forces at the transfer path. This paper will cover the application of an operational TPA for a wind turbine model. In doing so the path contribution of relevant transfer paths are made visible and can be optimized individually.

     

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。     

乘用车怠速方向盘振动优化

某款A级轿车在研发过程中，经过悬置调校后，怠速开空调工况下方向盘振动仍不达标。针对该问题，进行怠速振动分解试验，初步判定发动机冷却风扇转频对方向盘振动有较大的贡献。通过分别查找激励源、主要传递路径及响应点等原因，得出优化冷却风扇减振垫隔振性能是一个重要方向，针对隔振不足重新优化了减振垫，试验结果表明优化后的减振垫具有良好的隔振性能，怠速方向盘振动也达到设定的目标值。     

基于混合迁移学习的运动想象分类算法研究及其在脑机接口中的应用

为提升迁移学习在运动想象脑机接口应用过程中的迁移高效性及普适性,综合实例迁移和特征迁移学习方法的优势进而构建了混合迁移学习模型。首先,依据样本权重极化原理改进TrAdaBoost算法以实现实例层面的迁移,优化源域训练样本;其次,基于大间隔投射迁移支持向量机进一步缩短源域与目标域间的分布距离以完成特征层面的迁移,实现迁移效率最大化。进一步,将该方法应用于脑机接口竞赛Dataset IIb数据集进行离线测试及分析,研究结果表明混合迁移学习模型的迁移效率明显高于单一迁移学习模型,并且对于不同迁移对象识别准确率相对提升均值在70%以上,验证了所述方法的有效性与普适性。此外,基于已搭建的运动想象识别系统进行在线测试,验证了模型的实用性。     

组合声源测试消声器传递损失的噪声信号修正方法

针对某些传递损失较大的消声器,现有白噪声测试设备的单一噪声源发生器无法满足消声量的测试需求。通过采用低频和中频两种声源发生器,利用过渡管道与测试管道垂直连接的方式,实现了两种声源组合发声对消声器声学性能的测试。为了解决过渡管道与组合声源系统连接处声阻抗变化,导致输出的噪声信号频谱特性随机波动的问题,提出了一种噪声信号的修正方法。该方法基于四传感器法测量过渡管道声阻抗,根据过渡管道传递矩阵,以随机白噪声为激励源输出的管口噪声作为输出声压信号,得到组合声源系统的输入声压信号,实现了对组合声源系统声音信号的补偿。实验结果表明,与传统均衡器调节方法相比,该方法能够在较宽的测试频率范围内输出平稳的声压信号;其次,利用修正前后的声学信号对扩张腔的传递损失进行测量,修正后得到的测试曲线与理论值吻合度较高,证明了该方法的可行性。     

虚拟力计算方法的实验分析

在船舶振动传递路径分析和结构响应监测的研究中,往往需要实时了解设备的激励力特性。由于已安装在船体中设备及安装结构的复杂性,实时测量方法的 实施变得非常困难。在结构响应和设备激励力存在固有联系的基础上,可以利用与真实激励力等效的虚拟力,重构出与设备运行时一致的结构响应。为解决虚拟力求解过程中存在的导纳矩阵病态问题,在前人虚拟力模型的基础上引入分部优化正则化方法。通过船舶水泵验证实验结果可以看出,经过正则化处理后的虚拟力能够有效降低结构响应的重构误差。     

轮胎振动噪声结构传递路径分析

简要介绍结构传递路径分析的基本理论,在分析车轮激励力及其传递的基础上,建立了轮胎噪声的结构传递路径分析模型,进行了轮胎噪声的结构传递路径试验,得到车内目标点由结构传递的合成声,在300 Hz以下,合成结果与实测声压在主要峰值附近吻合很好。利用频谱贡献云图和矢量叠加图分析了各结构传递路径对车内噪声的贡献,并采用矢量叠加及数据对比的方式详细分析了25 Hz时各传递路径对目标点的声贡献,从传递路径的角度找出了对车内噪声起主导作用的环节,通过控制这些环节,可以降低由轮胎引起的车内噪声。