增加结构阻尼块对汽车关门声品质提升的分析

年款及小改款车型受限于成本、质量及其它性能,车身及车门结构无法大范围更改,提升关门声品质方案具有局限性。对此,通过计算机辅助工程分析,提出在适当位置增加结构阻尼块,可以显著提升窗框刚度与模态,改善关门振颤,进而提升关门声品质。通过噪声、振动、声振粗糙度试验,验证增加结构阻尼块方案的有效性。     

利用ANSYS模态分析的组合式圆振动筛降噪研究

针对组合式圆振动筛的降噪问题,提出了利用ANSYS软件的模态分析与噪声测量试验相结合的分析方法,找出模态频率与噪声源之间的联系,进而采取降低振动筛噪声的相应措施。通过模态分析预测筛体的模态频率分布和各阶振型形态,分析可知,振动筛的模态频率远离工作频率,不会因共振而产生强烈噪声。筛体4阶以上的振型都做高频振动,其频率远远高于工作频率,筛体零/部件的高频弹性振动是产生噪声的根本原因。通过振动筛噪声测量试验,分析噪声的幅频特性和功率谱,噪声具有明显的中低频特性,这些噪声多数由筛体零/部件的高频弹性振动引起。分析振动筛的模态频率、振型和噪声频谱,找出噪声产生的根源,提出通过减小筛体零/部件的高频弹性振动的振幅来降低振动筛噪声的措施。     

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。     

基于传递路径分析的关门声贡献量研究

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。     

乘用车车门异响分析及焊点优化

乘用车车门异响是影响车内舒适性的主要因素之一,而使得车门结构产生异响的主要因素是结构连接处焊点强度不足。以国内某乘用车车门为例,首先在CATIA中建立三维模型,基于有限元分析软件Hyper Mesh进行网格划分和模态分析,获得车门自由模态频率和振型;然后利用声学分析软件VAOne对车门异响进行有限元仿真分析,获取车门产生异响的主要分布区域。最后,基于拓扑优化方法对车门结构中的焊点布置进行优化设计,经焊点优化后的车门异响问题得到了有效解决。     

某SUV车型车内噪声源识别试验研究

采集某SUV车型怠速工况下的悬置点被动侧振动加速度和车内噪声声压信号,对车内噪声频谱分析,得到主要噪声频率,建立一个三输入单输出系统模型,以相干理论为基础计算出相干系数,试验与理论结合的分析结果表明,后悬置振动是主要噪声源,左悬置振动次之。     

IVMD融合RobustICA的内燃机噪声源分离

为了准确分离识别内燃机的主要噪声源,提出了一种改进变分模态分解融合鲁棒独立分量分析的方法。首先,针对变分模态分解方法的分解数选择问题进行了算法优化,提出了基于重构信号能量比和中心频率的改进变分模态分解方法,并利用仿真信号进行了验证;其次,进行了内燃机噪声试验,利用改进变分模态分解将单通道信号分解成多个信号分量,根据信号分量与源信号的互信息主要分量识别,克服了主要噪声分量选择客观依据不足的问题;最后,通过鲁棒独立分量分析提取主要噪声分量的独立成分,并结合相干分析和时频分析进行噪声源识别。结果显示,所提出的方法能够有效进行噪声源分离,可成功识别出燃烧噪声、活塞敲击噪声和空压机噪声等内燃机主要噪声源。     

基于环境激励的桥梁模态参数识别

介绍了获取桥梁模态参数的试验手段,阐述了环境激励的桥梁模态参数的识别方法,通过移动测量方法测试了基于环境激励的某桥梁,并采用自功率谱、互功率谱和相干函数分析,识别了桥梁振动的前3阶振动频率、阻尼比和振型。结果表明,试验得到的桥梁模态参数与设计参数基本相同,桥梁性能良好。     

一种基于盘式制动器振动复特征值分析的噪声抑制方法

以某车型盘式制动器出现的3 000 Hz制动噪声问题为研究对象,通过在台架上复现该频率噪声,利用激光多普勒测振技术获取该噪声频率下的工作变形模式(Operational Deflection Shape, ODS)。建立制动器的有限元模型,通过试验模态对有限元模型各部件材料参数进行标定,应用复特征值分析技术,获取系统不稳定模态的频率和振型。结合激光测振得到的振型结果通过相关性分析确认当前复特征值分析模型对该频率噪声的有效性。然后,针对此不稳定模态进行子结构贡献量及子结构模态贡献量分析并提出相应的优化方案,并对优化方案进行了台架试验且验证此方法有效。     

高耸塔式结构动力特性设计与测试

为了满足上置设备工作需要,高耸塔式结构基频要大于某一给定数值。通过对结构基频计算公式和结构变形曲线分析,增大结构基频应以降低结构顶部质量和提高结构底部刚度为主的频率调整基本原则。基于空间有限元理论,通过模态分析获得了结构的频率和振型。利用环境激励下结构振动模态参数识别方法对雷达塔进行动力检测。采用模态识别法求出结构的前三阶频率、振型和阻尼值。引入模态置信因子和标准化模态差准则,对计算振型数据和实测振型数据进行分析比较,以验证有限元计算的准确性。该研究成果为深入研究高耸塔式结构频率调整、准确预测结构的动力响应提供可靠依据。     

改进的ESMD用于公共场所异常声音特征提取

由于公共场所异常声音的特殊性及背景噪声的复杂性,极点对称模态分解(ESMD)用于异常声音分解时,存在一些理论和技术上的缺陷。经分析认为公共场所异常声音为非线性、非平稳信号,背景噪声服从T分布。为此,提出改进的ESMD用于公共场所异常声音分解,得到有利于识别的特征。所提出方法的特点是将T分布噪声序列添加到具有背景噪声的异常声音信号中,以减小背景噪声对特征提取的影响;将模态分量的排列熵作为判定异常声音与背景噪声的准则,自适应筛选有效的模态分量;用对称中点插值法替代极值中点奇偶插值法,以缓解ESMD插值端点不明确带来的模态失真。在公共场所异常声音数据库上进行了相关实验。实验结果表明,所提出的方法与目前典型的时频信号处理方法相比,在提高公共场所异常声音分类识别率的同时,缩短异常声音的分解时间,是一种有效的公共场所异常声音特征提取方法。     

推力轴承试验台异常振动故障诊断方法

针对某推力轴承试验台运行过程中的异常振动问题进行了故障诊断研究。首先,基于快速傅里叶变换方法(fast Fourier transformation,简称FFT),对实验台的异常振动信号及其特征进行了捕捉和提取;其次,从激振力、系统刚度、共振等因素对异常振动进行了专家系统故障诊断,结合有限元分析的计算结果表明,转频与试验台的动态特性发生耦合是诱发整个试验台共振的根本原因,基于此原因对试验台出现的3个异常振动特点进行了解释;最后,对试验台局部进行了优化,以避免共振发生,优化后的试验台整体动态特性可以有效避开转动频率,测试结果显示新试验台在运行工况范围内均不会出现较大的振动。     

轴系扭振诱发的车内异响诊断及优化

针对某涡轮增压轿车在加速过程中出现320~470Hz异响问题进行诊断与优化。首先,对异响特性及源头进行诊断,按照一般整车异响诊断流程,依次进行了基本的声振测试、机舱内声强测试以及燃烧测试,发现异响源自发动机且为整体扩散式异响,排除了燃烧激励起异响的可能性之后,判断异响由轴系振动引起;然后,进行小惯量扭振减振器(torsional vibration damping,简称TVD)的轴系扭振测试来验证异响与扭振的关系,时频图上显示异响频段内扭角特性与异响十分相似,断定异响源自轴系扭振;最后,针对装配大惯量TVD条件下的轴系进行扭振仿真计算,350Hz对一阶扭转模态具有最优的减振效果。依照仿真结果重新设计TVD进行试验,结果显示车内噪声异响频段内幅值衰减明显,主观评价"咕噜"音消失。本研究对于主流轿车的车内异响诊断和优化都具有着重要的指导意义。     

汽车动力总成悬置系统多工况运行模态试验研究

由试验测得发动机启动、怠速和急加速三种典型工况下的振动响应,进行了动力总成悬置系统的运行模态参数识别。采用多参考点最小二乘复频域法,通过试验测得的振动响应获得系统工作振型。由于发动机激励不具备零均值白噪声的特点,运用了多种模态置信度指标进行模态验证,获得了较可信的模态参数。试验结果表明,动力总成悬置系统的运行模态参数与发动机工况有关,对于大阻尼和密集模态的动力总成悬置系统,多工况的运行模态试验可以更准确地识别悬置系统的模态参数。研究结果对悬置元件参数设计具有重要的参考价值。     

轻型客车驱动桥振动噪声源分析与改进

对某轻型客车后驱动桥进行传动系台架试验并分析其振动噪声异常的原因,通过逆向工程方法建立后桥的三维数字化模型和有限元模型并做有限元模态分析,通过模态试验对有限元模型进行了验证。针对双曲面齿轮对冲击过大、桥壳整体弯曲共振和桥壳后盖局部共振等问题提出改进措施并通过台架试验加以验证。试验结果表明,振动噪声降低明显,改进措施切实有效。     

基于非线性短时傅里叶变换阶次跟踪的变速行星齿轮箱故障诊断

针对变速行星齿轮箱信号频率模糊且受噪声影响的问题,提出了基于非线性短时傅里叶变换（NLSTFT）无键相阶次跟踪与变分模态分解的故障诊断方法。用NLSTFT算法估计信号瞬时频率,对其积分获得瞬时相位曲线,通过重采样得到角域信号;利用NCOGS算法对角域信号降噪,采用VMD算法进行角域信号模态分解,通过各模态分量信号包络谱解调实现故障诊断。实验结果表明,新方法计算效率高、鲁棒性好,提高了变转速行星齿轮箱故障诊断性能。     

经验模态分解滤波器组特性及轴承异音识别

利用经验模态分解滤波器组特性可调整性,结合短时傅里叶变换(STFT)技术识别轴承异音。在研究高斯随机噪声经验模态分解(EMD)的基础上,运用数值方法证实EMD滤波器组特性随判别参数SD改变,指出类似于二进制小波滤波器组特性只是一种特殊条件下的分解现象。根据轴承振动加速度的广谱性质,利用参数SD对EMD滤波器组特性可调性,对滚动轴承振动加速度信号按异音测量要求进行EMD自动频段分解。对前3阶本征模态进行STFT变换,用三维图刻画轴承振动的幅值大小、频率大小、周期和随机分布冲击特性,设定阈值,在时频域上刻画轴承的异音。该方法揭示了轴承异音分布模式,能通过异音识别控制轴承加工质量。     

柴油机前端齿轮室总成异响源识别分析与改进

针对柴油机前端齿轮室总成在常用转速下产生异响的问题,采用EEMD小波时频分析方法进行了异响源的识别分析;通过整车定置试验和台架试验分析,提取了异响源的时频特征;通过有限元模型仿真分析,计算了齿轮室总成结构的约束模态频率和振型。综合上述分析结果发现,异响原因是壳体件结构局部刚度不足引起的系统共振。通过改进齿轮室总成结构,提高了固有频率,消除了齿轮室总成异响。     

SENSITIVITY-BASED OPERATIONAL MODE SHAPE NORMALISATION

In the past few years, in-operation modal analysis has become a valid alternative for structures where classic forced vibration tests would be difficult, if not impossible, to conduct. A disadvantage of this method is that the excitation forces are unknown. Therefore, not all modal parameters can still be estimated. As a result, operational mode shape estimates remain unscaled (dependent on the unknown level of excitation) what restricts the applicability of operational modal models. So far, no techniques are available for the correct re-scaling of operational mode shapes purely based on experimental output-only data. All known methods involve either a detailed knowledge of the material characteristics of the test structure (finite element model approach) or make very restrictive assumptions about the excitation signal. In this contribution, a sensitivity-based method is proposed for the scaling of operational mode shapes on a basis of operational modal models only.     

发电机组橡胶柱销联轴器异常振动噪声诊断

为诊断某型柴油发电机组产生的异常噪声故障,将经验模态分解方法(empirical mode decomposition,简称EMD)和Hilbert变换用于发电机主轴承的非平稳振动信号处理,有效提取了主轴承振动信号的时频特征,对机组振动噪声信号、发电机主轴承振动和轴系扭振信号进行了分析。诊断结果表明,由于柴油机激励下机组轴系扭振幅值过大,引起柱销联轴器橡胶件表面的相对运动,产生干摩擦作用力,导致机组轴系产生间歇性的异常振动噪声。该方法对旋转轴系部件摩擦引起的振动噪声故障诊断具有参考价值。