傳遞路徑分析（Transfer path analysis）可對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的振動(dòng)噪聲源及傳遞路徑進(jìn)行分解和排序，精準(zhǔn)找到振動(dòng)或噪聲問題的根源，可應(yīng)用于整車開發(fā)的整個(gè)流程中。

下圖為汽車行業(yè)的典型TPA案例，發(fā)動(dòng)機(jī)作為激勵(lì)源，通過多條空氣、結(jié)構(gòu)路徑，最終傳到車內(nèi)的座椅和駕駛員耳朵。

NVH行業(yè)對TPA功能的更多需求

目前主流整車廠及部分零部件廠商已能較好的使用TPA，如尋找升轉(zhuǎn)速過程中booming噪聲的根源路徑。但由于目前客戶對整車NVH噪聲提出了更高的要求，整車廠及零部件廠商對TPA有了更多的需求：

特點(diǎn)鮮明的時(shí)域TPA

TPA有頻域和時(shí)域兩種算法。頻域TPA所有算法和結(jié)果都是頻域的，即用工作載荷的頻譜乘以傳遞函數(shù)，得到該條路徑的貢獻(xiàn)量也是頻域的。時(shí)域TPA用工作載荷的時(shí)域時(shí)間與傳遞函數(shù)的逆FFT做卷積，得到該條路徑的貢獻(xiàn)量也是時(shí)域的。

頻域TPA在計(jì)算工況數(shù)據(jù)的頻譜過程中，會(huì)使用平均化處理，因而使其使用條件受到限制，如不適用于瞬態(tài)工況。而時(shí)域TPA則沒有此方面的限制。二者的對比如下圖所示。

較頻域TPA，時(shí)域TPA可使用于瞬變工況，且各條路徑都是時(shí)域的數(shù)據(jù)，故可回放及聲品質(zhì)分析。時(shí)域TPA計(jì)算量要稍大些，但目前市場的大部分電腦都已能滿足其計(jì)算要求。為此，HEAD acoustics的BTPA解決方案都是基于時(shí)域的，因此可以勝任更多的使用工況。

HEAD acoustics的TPA軟件---Progno[i]se

HEAD acoustics的Progno[i]se是基于時(shí)域的TPA分析軟件，其鮮明的特點(diǎn)，使其廣泛應(yīng)用于各大主機(jī)廠，尤其是在歐洲，國內(nèi)也有多個(gè)客戶在使用，如中汽研、北汽、長安、長城等。

Progno[i]se的典型優(yōu)勢有：

1. 適用于各種瞬態(tài)工況

得益于其時(shí)域TPA的算法，使Progno[i]se適用于各種瞬態(tài)工況，如分析發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的噪聲和抖動(dòng)，tip-in時(shí)的rattle noise，傳動(dòng)系齒輪嚙合發(fā)生的瞬態(tài)聲音—clunk noise等等。

2. 可雙耳聆聽任何一條路徑

為更直觀的判斷噪聲是哪條路徑傳過來的，Progno[i]se可聆聽分解出的各條路徑。且車內(nèi)噪聲是通過人工頭測試的，可實(shí)現(xiàn)高保真的雙耳回放。

如下圖為某車clunk noise的TPA分析結(jié)果。首先可以聆聽airborne和structure borne，發(fā)現(xiàn)問題在structure borne。進(jìn)而再細(xì)分到PT mounts、suspension和shift cables等，發(fā)現(xiàn)主要路徑是suspension。

對于常見問題，可憑借經(jīng)驗(yàn)直接看圖找出問題路徑；但對于不常見的問題或新手而言，雙耳回放各條路徑，將助您更直觀、快速的找到問題。

3. 具體措施前先虛擬改進(jìn)，降低風(fēng)險(xiǎn)，提高效率

用TPA分析出主要的貢獻(xiàn)路徑后，難點(diǎn)將轉(zhuǎn)移到改進(jìn)措施。理想的改進(jìn)方案是將主要的幾條路徑都改掉，但有些路徑很難改動(dòng)或代價(jià)較高，如果選擇改進(jìn)方案是個(gè)很大的難點(diǎn)。

為提高效率，Progno[i]se提供虛擬改進(jìn)并可回放車內(nèi)聲音，在做真實(shí)改進(jìn)方案前，對比各種改進(jìn)方案的效果，并結(jié)合實(shí)施的難易程度，做出最終的改進(jìn)方案。如下文案例分析中的電動(dòng)車whine noise，就是先虛擬改進(jìn)，根據(jù)效果做出最終的方案。

4. 結(jié)合仿真或臺(tái)架數(shù)據(jù)進(jìn)行TPA預(yù)測分析

要預(yù)測新部件或?qū)?biāo)部件裝車后的效果，但實(shí)際裝車費(fèi)時(shí)費(fèi)力，HEAD acoustics的Progno[i]se可基于原車的TPA結(jié)果，結(jié)合欲更換部件（如發(fā)動(dòng)機(jī)）的仿真數(shù)據(jù)，查看更換該結(jié)構(gòu)后，該車的振動(dòng)、噪聲水平。

如下圖為欲知更換另一款發(fā)動(dòng)機(jī)后車內(nèi)的噪聲水平，首先對原車進(jìn)行TPA分析，再將發(fā)動(dòng)機(jī)部分用仿真數(shù)據(jù)替換，即可獲得更換發(fā)動(dòng)機(jī)后的車內(nèi)噪聲水平。

案例分析

1. 三缸機(jī)的Booming噪聲

某三缸機(jī)，在多個(gè)工況時(shí)，尤其是常用的低負(fù)載工況，會(huì)產(chǎn)生booming noise。針對此問題，進(jìn)行BTPA的分析，尋找根源。

BTPA分析的結(jié)果如下，可以看出，空氣聲和結(jié)構(gòu)聲對Booming都有貢獻(xiàn)，進(jìn)一步細(xì)分：

a.    空氣聲傳遞的Booming主要通過排氣系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)部件貢獻(xiàn)較小。

b.   結(jié)構(gòu)聲傳遞的Booming主要通過傳動(dòng)軸和懸置傳遞。

對于空氣聲中排氣系統(tǒng)的貢獻(xiàn)，可以加裝或改進(jìn)消音器來改善。對于傳動(dòng)軸和懸置傳遞的結(jié)構(gòu)聲，需要進(jìn)一步分解路徑進(jìn)行排查。

如針對懸置的貢獻(xiàn)，進(jìn)一步分解到三個(gè)懸置的貢獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)Torque mount貢獻(xiàn)較大，進(jìn)一步細(xì)分到Torque mount的X、Y、Z向，發(fā)現(xiàn)X向貢獻(xiàn)較大。通過進(jìn)一步查看傳遞函數(shù)和懸置傳遞特性（無需臺(tái)架測試，可直接由HEAD acoustics的EMTF算法獲得），發(fā)現(xiàn)傳遞函數(shù)和懸置的X向傳遞特性在該頻率段都有峰值存在，故可從兩方面下手進(jìn)行改進(jìn)。

2. 電動(dòng)汽車的Whine噪聲

某電動(dòng)車加速時(shí)存在Whine noise，通過BTPA分析可以看出，結(jié)構(gòu)聲和空氣聲中有多條路徑都有貢獻(xiàn)，若對每一條路徑都更改，將會(huì)造成較高的成本，且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

為此，HEAD acoustics的BTPA支持虛擬改進(jìn)，即通過濾波功能，改進(jìn)某條路徑并回放。根據(jù)改進(jìn)效果及實(shí)際改進(jìn)的成本、難度等，做出最終的方案。

如本案例中，分別比較了優(yōu)化空氣聲、空氣聲+傳動(dòng)軸、空氣聲+傳動(dòng)軸+懸置，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化空氣聲會(huì)有較大改進(jìn)，改進(jìn)后的效果可以接收，而改進(jìn)傳動(dòng)軸和懸置成本較高，故最終選擇的方案為改進(jìn)電機(jī)的聲學(xué)包裝。

3. 路噪、風(fēng)噪分離

針對路噪和風(fēng)噪等不相關(guān)的噪聲源快速分離，HEAD acoustics的提供OTPA分析方法，可以快速分離路噪、風(fēng)噪、動(dòng)力總成噪聲。

對于路噪，若想進(jìn)一步細(xì)分，如細(xì)分到各輪控制臂的襯套，此時(shí)OTPA則不適用，需要使用BTPA來完成。

4. 關(guān)門聲

如下是對某款車的關(guān)門聲做BTPA分析，可以將關(guān)門聲的傳遞路徑分解到密封條、門閂等結(jié)構(gòu)，也可對各個(gè)路徑的貢獻(xiàn)量做進(jìn)一步的聲品質(zhì)分析。

結(jié)語

傳遞路徑分析是系統(tǒng)解決系統(tǒng)振動(dòng)、異響問題的理想方案，HEAD acoustics的BTPA為時(shí)域TPA算法，不僅適用于包含瞬態(tài)在內(nèi)的多種工況，還可回放各條路徑。BTPA還可用仿真或臺(tái)架數(shù)據(jù)替換掉某部件，預(yù)測更換部件后的噪聲或振動(dòng)水平。HEAD acoustics除了有強(qiáng)大的TPA分析軟件Progno[i]se，其咨詢團(tuán)隊(duì)在TPA方面也有豐富的經(jīng)驗(yàn)，可以為您提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

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關(guān)于海德聲科

海德聲科（HEAD acoustics China）是全球領(lǐng)先的聲學(xué)解決方案及聲音與振動(dòng)分析領(lǐng)域供應(yīng)商HEAD acoustics GmbH在中國設(shè)立的子公司。HEAD acoustics憑借其在聲學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)性和相關(guān)軟硬件研發(fā)的先驅(qū)地位，在NVH、聲學(xué)和語音音頻質(zhì)量的測量、分析和優(yōu)化領(lǐng)域廣受贊譽(yù)。其產(chǎn)品和服務(wù)廣泛用于汽車、電信，IT設(shè)備、辦公用品和家電行業(yè)的制造商和研究機(jī)構(gòu)，以及在聲音環(huán)保領(lǐng)域的企業(yè)與院所等。