NVH終極殺器——傳遞路徑分析的過去、現(xiàn)在與未來
NVHer或多或少都知道傳遞路徑分析(TransferPath Analysis,簡稱TPA)這個概念。TPA所要強調(diào)的模型就是做NVH工作的一個基本思路:
源(Source)——路徑(Path)——響應(yīng)(Receiver)
從trouble shooting的角度來說,如果能夠?qū)⒆罱K目標點的響應(yīng)(Receiver)分解到各個載荷源(Source)所對應(yīng)各條傳遞路徑(Path)的貢獻量,那么就可以定量的說明當(dāng)前工況目標點噪聲/振動主要來自哪里,還可以進一步分析主要路徑貢獻量大的根本原因,是由于載荷(Source)過大,還是在路徑(Path)中產(chǎn)生了共振放大現(xiàn)象,亦或者兩者兼而有之。找到原因,再對比不同解決措施的有效性和經(jīng)濟型,確定出最終的解決方案。
由此,可以看出傳遞路徑分析在NVH試驗工程中的意義和地位,夸張一點來說,如果將NVH試驗技術(shù)看作武學(xué),那么TPA絕對堪稱一門頂級武功。也正因如此,多年來NVH工程師都在努力嘗試去掌握它。
相比較常規(guī)NVH評價試驗,TPA試驗往往對設(shè)備通道數(shù)量、傳感器個數(shù)、以及分析軟件的后處理功能有較高的要求。也就是說在TPA面前,所謂的NVH評價試驗、模態(tài)測試都只是入門級的武功。但是,沒有這些扎實的基本功,妄圖直接學(xué)習(xí)頂尖武學(xué),那么必然很容易走火入魔。
TPA試驗系統(tǒng)意味著比較大的投資,因此各大NVH設(shè)備供應(yīng)商都相繼開發(fā)出自己的秘籍(TPA軟件),看上去都很高級:比如有的說天下武功、唯快不破(工況OTPA);有的說修煉雖略需時日,但練成后必然內(nèi)力雄厚(Classical TPA);還有的說他的功夫不光看上去很美,聽上去也很美(Binaural TPA)。遺憾的是,以上諸多方法目前都局限與troubleshooting,對于正向開發(fā)設(shè)計的借鑒意義有很大局限性。
近些時日,江湖上風(fēng)言又有一本秘籍(Component based TPA)橫空出世,這本秘籍將顛覆傳統(tǒng),直接打通任(TEST)督(CAE)二脈,奇經(jīng)(系統(tǒng))八絡(luò)(部件)。放眼未來,大有要一統(tǒng)江湖的氣概。
這些年紛紛擾擾,難得有時間踏踏實實看些東西,趕上瘟疫橫行,只能閑適家中。偶然看到一篇關(guān)于TPA的公眾號文章,說的云里霧里,最后發(fā)現(xiàn)好像是篇軟文,不禁想趁這些天把TPA技術(shù)理論基礎(chǔ)梳理一二,分享給大家。其中難免疏漏錯誤,貽笑大方之處,懇請大家指正!
P.S. 本文將主要著重各路門派的內(nèi)功心法(理論基礎(chǔ)),至于其他一招一式的,目前只能有請各位看官結(jié)合自身行業(yè)去揣摩了。以后會不會講到招式,且看緣分~~~
(一)TPA模型的定義及其核心本質(zhì)
給定如下的TPA分析模型,由激勵源、結(jié)構(gòu)以及減震器三部分組成。
- 激勵源:可以是電機、發(fā)動機、壓縮機等等,設(shè)其內(nèi)部產(chǎn)生激勵為 。下標s為source縮寫, 表示激勵源運轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的的初始載荷,通常而言是一個6自由度列向量,包含三個方向的力和繞三個軸的力矩。這個載荷的位置我們定義為 1 點。 只與激勵源本身有關(guān),與邊界條件沒有任何關(guān)系。舉例來說,對于特定的某一款發(fā)動機,其內(nèi)部激勵力只與發(fā)動機燃燒性能及活塞連桿等機械結(jié)構(gòu)有關(guān),在確定的工況下, 是確定的。
- 結(jié)構(gòu):是激勵源結(jié)構(gòu)安裝點到目標響應(yīng)點的整個傳遞路徑的示意。圖中以 代表要最終分析的目標點響應(yīng)向量,下標t為target縮寫,當(dāng)然這個目標點響應(yīng)向量中可以包含振動響應(yīng)也可以包含聲壓響應(yīng)。目標點的位置定義為 4 點。
- 減震器:通常在激勵源和結(jié)構(gòu)之間會有一個減震裝置。如圖所示,通過在激勵源上的2點以及結(jié)構(gòu)上的3點安裝減震器,將2個零件(Component)連接為一個系統(tǒng)(System)。當(dāng)系統(tǒng)工作運行時,激勵源在減震器主動端2點產(chǎn)生作用力 ,并通過減震器將這個力傳遞到減震器被動端 3 點,并在 2 點和 3 點分別產(chǎn)生振動 和 。上標a,p分別為active,passive的縮寫,下標m為mount的縮寫。當(dāng)然在實際工程中通常是多點連接,因此無論是 ,還是 和 ,均為多自由度向量形式。

下面我們分別以上述簡化模型中的激勵源、結(jié)構(gòu)、減震器為受力分析對象,分別列出力與加速度的 4 個關(guān)系方程(給定坐標系向上為正,向下為負)。

①-③,得:

帶入②,得:

從中我們可以看出,連接界面載荷 不僅與從內(nèi)部激勵點(1點)到連接界面主動端(2點)的傳函 有關(guān),而且還與主動端/被動端的原點傳函 / 及減震器動剛度 有關(guān)。由此說明,連接界面載荷 將隨著激勵源所安裝的結(jié)構(gòu)變化而改變。
再將連接界面載荷 帶入方程④,即可得到內(nèi)部激勵力所引起的目標點響應(yīng):

這與眾所周知的頻域子結(jié)構(gòu)理論結(jié)論是一致的。
到這里,我們揭示了傳遞路徑分析的核心本質(zhì)。但問題也隨之而來:激勵源的內(nèi)部激勵力通常無法通過測試獲取,甚至它的作用點都無從確定。即使可能通過一些仿真手段得到載荷,通常也難以保證其精度。由此引發(fā)除了諸多方法,首先是嘗試將激勵源的內(nèi)部激勵力轉(zhuǎn)化到有確定作用點的力,并能夠嚴格推導(dǎo)出這個力(經(jīng)典TPA、部件TPA等各種方法);覺得這個力的推導(dǎo)太費事兒,那就直接將力等效到其作用點的響應(yīng)(工況OTPA)。覺得前者太復(fù)雜?后者太粗暴?好吧,那我們構(gòu)建一下連接界面的物理模型,通過響應(yīng)點的工況數(shù)據(jù)去推導(dǎo)力(OPAX)。
以上種種,后面我們將予以逐一介紹。世間萬物,沒有完美。同樣上述任何一種方法都有其優(yōu)點也必有其缺點,要知道連葵花寶典都還有“欲練神功,必先自宮”這一致命缺點。
- 下一篇:疲勞損傷譜(FDS)的基本原理
- 上一篇:射流控制壓縮著火正時可控性試驗
廣告 編輯推薦
最新資訊
-
“汽車爬坡試驗方法”將有國家標準
2026-03-03 12:44
-
十年耐久監(jiān)管時代:電池系統(tǒng)開發(fā)策略將如何
2026-03-03 12:44
-
聯(lián)合國法規(guī)R59對機動車備用消聲系統(tǒng)的工程
2026-03-03 12:08
-
聯(lián)合國法規(guī)R58對后下部防護裝置的工程化約
2026-03-03 12:07
-
聯(lián)合國法規(guī)R57對摩托車前照燈配光性能的工
2026-03-03 12:07





廣告


























































