一種基于逆子結構技術的傳遞路徑分析方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種振動噪聲傳遞路徑分析技術，具體為一種基于逆子結構技術的傳 遞路徑分析方法。
【背景技術】
[0002] 車輛，尤其是混合動力汽車，振動源眾多，有路面激勵、輪胎激勵、發(fā)動機激勵、電 機激勵、排氣系統(tǒng)激勵等，這些振動源對車內等處的振動噪聲都有影響，判斷這些振動源對 目標點振動噪聲貢獻量的大小是減振降噪的前提。目前常見用于分析振動源貢獻量的傳遞 路徑分析方法主要有傳統(tǒng)傳遞路徑分析方法、工況傳遞路徑分析方法，其它方法大多基于 這兩種方法改進。傳統(tǒng)傳遞路徑分析方法具有較高的精度，但分析過程耗時較多，一般需要 30個工作日，工況傳遞路徑分析方法則相反。
[0003] 傳遞路徑分析方法基于這樣一個理論：目標位置的總響應由來自不同路徑的貢獻 量線性疊加而得，比如，影響某個位置振動的傳遞路徑貢獻總量表達如式（1)
[0004](1>
.7
[0005] 式中，ω為頻率；Y ( ω )為傳遞路徑貢獻總量；Hp ( ω )為頻響；fp ( ω )為載荷；η為 激勵傳遞路徑數(shù)量；P為傳遞路徑序數(shù)。由式（1)可見，傳統(tǒng)傳遞路徑分析方法計算貢獻總 量需要得到頻響函數(shù)和載荷。目前計算載荷的方法有逆矩陣法和懸置剛度法，對于懸置剛 度法，獲得懸置剛度的方法是試驗實測。試驗實測需要專用的測試設備，且測試結果受設備 精度、操作人員業(yè)務水平、周邊環(huán)境等因素影響，結果誤差影響貢獻量的準確性。試驗時懸 置被從實車中分離，與實車狀態(tài)剛度特性有一定差距。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，提供一種基于逆子結構技術的傳 遞路徑分析方法，該方法是一種基于逆子結構技術計算懸置動剛度的傳遞路徑分析方法。
[0007] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現(xiàn)：一種基于逆子結構技術的傳遞路徑分 析方法，包括以下步驟：
[0008] 步驟1、測取激勵信號和響應信號；
[0009] 步驟2、測取頻響函數(shù)；
[0010] 步驟3、計算動剛度；
[0011] 步驟4、計算載荷；
[0012] 步驟5、計算傳遞路徑貢獻量。
[0013] 所述步驟2包括以下步驟：
[0014] 步驟21、將擬進行傳遞路徑分析的系統(tǒng)從用彈性件連接的部位劃分為2個子結 構；
[0015] 步驟22、確定激勵點和響應點，一般取其中一個子結構上彈性連接部位為激勵 占.
[0016] 步驟23、給2個子結構每一個彈性連接點確定互相垂直的X、Y和Z三個方向，且 這些連接點的三個方向相同；
[0017] 步驟24、在每個連接點布置加速度傳感器，逐一在這些連接點用力錘從Χ、Υ和Z三 個方向施力，記錄所有傳感器的信號；
[0018] 步驟25、從步驟22確定的激勵點處施力，測取從此激勵點到響應點的頻響函數(shù)。
[0019] 所述步驟3包括以下步驟：
[0020] 步驟31、抽取步驟24所述力信號和加速度響應信號；
[0021] 步驟32、由力信號和加速度信號計算頻響函數(shù)；
[0022] 步驟33、由頻響函數(shù)計算動剛度。
[0023] 本發(fā)明的目的也可以通過以下技術方案實現(xiàn)：一種基于逆子結構技術的傳遞路徑 分析方法，在進行傳遞路徑分析測試時，首先將車輛運行在設置的工況，測取選定的激勵點 和目標點振動信號。接著根據需要，測取整車系統(tǒng)水平的頻響函數(shù)。第3步按式（3)方法 進行動剛度計算。第4步，得到了動剛度，依據式（4)即可計算載荷。最后，依照式（1)即 可進行傳遞路徑貢獻量計算。
[0024] 以下述方法計算懸置動剛度。一個系統(tǒng)分解為子結構A和子結構Β，兩個子結構之 間通過彈性元件，比如發(fā)動機懸置，進行多點耦合，它們存在以下動力學關系
[0025]
[0026]
[0027]
[0028] 式中，H代表頻響函數(shù)；下標S代表此頻響函數(shù)處于整車系統(tǒng)狀態(tài)測量；下標 c (a)、c (b)代表子結構A和B的親合點。
[0029] 相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點與有益效果：
[0030] 1、本發(fā)明的傳遞路徑分析方法是先基于在線測量所得頻響函數(shù)使用逆子結構技 術計算懸置動剛度，再基于懸置主動端和被動端的振動量計算載荷，然后由頻響函數(shù)和載 荷計算傳遞路徑貢獻量。通常，動剛度獲得方法為由試驗實測，實測方法需要專用設備、測 試結果與實車狀態(tài)存在差異等，該發(fā)明的動剛度計算方法克服了這些不足，且計算所得傳 遞路徑貢獻量更接近整車實際狀態(tài)。
[0031] 2、本發(fā)明利用逆子結構技術在線測量整車狀態(tài)下懸置動剛度，進而計算傳遞路徑 貢獻量，克服了傳統(tǒng)傳遞路徑分析方法需要離線測試懸置動剛度和整個分析過程耗時較多 的缺陷。
【附圖說明】
[0032] 圖1逆子結構傳遞路徑分析方法流程。
[0033] 圖2逆子結構動力學關系示意圖。
[0034] 圖3整車振動模型；圖中，1代表發(fā)動機，2代表變速器，3代表發(fā)動機前懸置，4代 表發(fā)動機后懸置，5代表變速器懸置，6代表麥克風。
【具體實施方式】
[0035] 下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限 于此。
[0036] 實施例
[0037] 如圖1所示，為本發(fā)明的逆子結構傳遞路徑分析方法流程；進行傳遞路徑分析測 試時，首先將車輛運行在設置的工況，測取選定的激勵點和目標點振動信號。接著根據需 要，測取整車系統(tǒng)水平的頻響函數(shù)。第3步按式（3)方法進行動剛度計算。第4步，得到了 動剛度，依據式（4)即可計算載荷。最后，依照式（1)即可進行傳遞路徑貢獻量計算。
[0038] 以下述方法計算懸置動剛度。一個系統(tǒng)分解為子結構A和子結構B，兩個子結構之 間通過彈性元件，比如發(fā)動機懸置，進行多點耦合，如圖2所示，存在以下動力學關系
[0039]
[0040]
[0041 ]
[0042] 式中：H代表頻響函數(shù)；下標S代表此頻響函數(shù)處于整車系統(tǒng)狀態(tài)測量；下標 c (a)、c (b)代表子結構A和B的親合點。
[0043] 如圖3所示，建立整車振動系統(tǒng)模型，整車系統(tǒng)劃分為2個子結構，發(fā)動機為子結 構A，車身等為子結構B，兩個子結構之間通過懸置連接，整車系統(tǒng)包括：發(fā)動機1、變速器 2、發(fā)動機前懸置3、發(fā)動機后懸置4、變速器懸置5和麥克風6 ;激勵點為3個發(fā)動機懸置被 動端（車身側），響應點為駕駛員耳旁噪聲。每個懸置分析整車坐標系上的X、Y和Z三個 振動方向，有3X3 = 9條路徑將振動傳遞到駕駛員耳旁，產生噪聲。按照以下步驟進行傳 遞路徑分析。
[0044] (1)在每個懸置的主動、被動側各布置1個振動傳感器，共布置6個傳感器，選定一 個行駛工況，比如勻速40km/h，汽車以這個工況行駛，測取各個激勵點振動信號，以及響應 點駕駛員耳旁噪聲信號；
[0045] (2)保留第（1)工況測試時布置的振動傳感器，以力錘激勵法逐一在每個傳感器 附近對3個方向施加激勵，記錄每個振動傳感器的信號，得到式（3)的頻響函數(shù)矩陣，各個 矩陣均為9X9規(guī)模。在整車狀態(tài)下，以力錘激勵法測取每個懸置被動端3個方向到駕駛員 耳旁的頻響函數(shù)，得一個9 X 1規(guī)模矩陣；
[0046] (3)以式⑶計算3個懸置的動剛度；
[0047] (4)基于第⑴步所得振動加速度，以式⑷計算載荷，得一個1X9規(guī)模矩陣：
[0048]
.(4)'
[0049] 式中，ω代表頻率；
[0050] (5)基于第（2)步所得懸置到駕駛員耳旁的頻響函數(shù)和第（4)步所得載荷使用式 (1)計算各條傳遞路徑貢獻量。
[0051] 上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種基于逆子結構技術的傳遞路徑分析方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1、測取激勵信號和響應信號； 步驟2、測取頻響函數(shù)； 步驟3、計算動剛度； 步驟4、計算載荷； 步驟5、計算傳遞路徑貢獻量。2. 根據權利要求1所述的基于逆子結構技術的傳遞路徑分析方法，其特征在于，所述 步驟2包括以下步驟： 步驟21、將擬進行傳遞路徑分析的系統(tǒng)從用彈性件連接的部位劃分為2個子結構； 步驟22、確定激勵點和響應點，一般取其中一個子結構上彈性連接部位為激勵點； 步驟23、給2個子結構每一個彈性連接點確定互相垂直的X、Y和Z三個方向，且這些 連接點的三個方向相同； 步驟24、在每個連接點布置加速度傳感器，逐一在這些連接點用力錘從X、Y和Z三個 方向施力，記錄所有傳感器的信號； 步驟25、從步驟22確定的激勵點處施力，測取從此激勵點到響應點的頻響函數(shù)。3. 根據權利要求1所述的基于逆子結構技術的傳遞路徑分析方法，其特征在于，所述 步驟3包括以下步驟： 步驟31、抽取步驟24所述力信號和加速度響應信號； 步驟32、由力信號和加速度信號計算頻響函數(shù)； 步驟33、由頻響函數(shù)計算動剛度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于逆子結構技術的傳遞路徑分析方法，包括以下步驟：步驟1、測取激勵信號和響應信號；步驟2、測取頻響函數(shù)；步驟3、計算動剛度；步驟4、計算載荷；步驟5、計算傳遞路徑貢獻量。具有克服了專用設備、測試結果與實車狀態(tài)存在差異的不足，使計算所得傳遞路徑貢獻量更接近整車實際狀態(tài)等優(yōu)點。
【IPC分類】G01M17/04, G01M7/02, G01M5/00, G01M17/007
【公開號】CN105092194
【申請?zhí)枴緾N201510553126
【發(fā)明人】陳吉清, 莫愁, 蘭鳳崇
【申請人】華南理工大學
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月31日