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传递路径分析法(TPA)进行车内噪声优化的应用研究

传递路径分析法(TPA)进行车内噪声优化的应用研究
传递路径分析法(TPA)进行车内噪声优化的应用研究

传递路径分析法(TPA)进行车内噪声优化的应用研究

作者:李传兵

摘要:本文基于传递路径分析方法并使用LMS 公司的相关软件,对开发中的某车型的车内轰鸣噪声问题进行了分析,找出了对车内轰鸣声贡献最大的传递路径,并通过有针对性地结构改进,有效地消除了该转速下的轰鸣声问题。

关键词:NVH 传递路径分析法(TPA,Transfer path analysis)贡献量分析

车内振动噪声可以看成是由多个激励经过多条传递路径到达目标点叠加而成的,如果能准确地判断出各主要激励源和传递路径的贡献量,并针对贡献量大的激励源和传递路径作相应的优化改进,则NVH 改进工作效率能得到大大的提高。为此,在汽车的NVH 性能分析中,常常将汽车简化为由激励源(振动源、噪声源)、传递路径和响应点组成的动态系统。能同时考虑激励源和传递路径的传递路径分析法在汽车NVH 性能开发中得到了广泛关注,各专业公司都纷纷开发专门的商业化测试分析系统,LMS 的TPA 分析软件无疑是其中的杰出代表,已成为在汽车领域应用最广泛的商业系统之一。

传递路径分析方法可以用于结构传播噪声和空气传播噪声问题的诊断、分析和优化,本文将以某车型的结构传播噪声优化为例,详细阐述LMS 传递路径分析方法的实际应用过程和效果。

一、(结构)传递路径分析法基本原理

假设汽车受m 个激励力作用,每一激励力都有x、y、z 三个方向分量,每一激励力分量都对应着n 个特定的传递路径,那么这个激励力分量和对应的某个传递路径就产生一个系统响应分量。以车内噪声声压作为系统响应,在线性系统的假设基础上,这个由于结构力输入产生的声压则可以表示为:

上式中,(ω) mnk H 是传递函数,(ω) nk F 是激励力。

由上式所知,激励力和频响函数是TPA 分析的输入量,因此进行TPA 分析需要做的工作

主要为:

激励力获取:获取激励力的方法有多种,有直接测量法、复刚度计算法以及矩阵求逆法,这些方法各有优缺点和适应性,需要根据实际情况来选用。在很多时候,激励力获取的准确程度会直接影响到TPA 分析的成败。关于激励力的测试和计算方法已有很多详细的论述,本文从略。

路径频响函数获取:对于结构声,称激励源侧为主动方,目标点侧为被动方。以动力总成系统为例,则悬置的发动机侧为主动方,悬置的车身侧为被动方,被动方与主动方通过悬置或者橡胶等连接在一起,称之为耦合件。所谓的结构传函一般指耦合件的被动方到目标点的传递路径函数。

响应合成:按照源、路径、响应模型对已获得的激励力和路径频响函数进行合成,计算出系统的响应,并与实测响应进行比较,判断综合效果。只有合成结果达到一定的准确度,各路径的贡献量分析才有了基础。

贡献量分析:计算各传递路径的贡献量,并对主要贡献量的传递路径进行激励力和路径传函分析,并以此判断这些主要传递路径中该重点对激励力还是路径进行改进。

二、TPA 测试基本步骤

2.1 典型工况下车内振动噪声信号拾取:在声学转鼓上,挂二档或者三档,1000-6000rpm 缓加速,测量车内目标点信号;

2.2 典型工况下车内目标点弱点分析:通过频谱分析、阶次分析等手段,确定引起噪声或者振动峰值的频率与阶次,比如2 阶、4 阶;

2.3 TPA 分析模型建立:根据具体车型的情况,建立传递函数分析的模型,确定激励点个数、参照点个数及具体位置;

2.4 典型工况下激励点位置运行工况数据拾取:测量并保存激励点3 个自由度的加速度数据信号,提取2、4 阶信号留作分析,该步骤可以在2.1 中同步进行;

2.5 典型工况下参照点位置运行工况数据拾取:测量并保存参照点3 个自由度的加速度数

据信号,提取2、4 阶信号留作分析,该步骤可以在2.1 中同步进行;

2.6 用锤击法或者激振器进行传递函数测试:测试激励点—目标点、激励点-参照点、激励点-激励点之间传递函数,用于激励力分析及各路径贡献量分析;

2.7 数据汇总处理:将TPA 分析所需要的数据(包括FRF、运行工况数据、目标点实际测试值及悬置刚度值)汇总到一个项目中,然后将其转化为Cada_X项目文件。

2.8 TPA 软件模块分析,计算所有路径对车内目标点的贡献:在TPA 分析模块中,可以进行激励力计算、各路径贡献量分析、各子系统贡献总量分析等等。根据分析结果可以知道,对于车内目标点信号在某转速下各阶次(如2 阶)分量:最主要的贡献路径,各路径起点处的激励力,是否结构问题占主导等。下面将以实际例子来进行说明。

三、应用举例

在仅考虑结构传递的前提下,为了研究某车型(以下称A 车)在各转速下发动机振动对车内振动噪声的贡献状况,我们进行了由发动机振动到车内目标点(驾驶员右耳、座椅振动等)的传递路径分析(TPA),找到了主要的贡献路径,然后根据TPA 的试验结果有针对性地进行了优化修改,大大提高了NVH 优化改进试验的效率与准确性。下面将详细介绍该项目的具体操作过程。

3.1 TPA 模型建立

根据A 车型的具体结构,我们建立了如下的“动力总成(PT)——车内目标点”的传递路径模型:

图1 A 车PT 系统结构传递路径模型图

根据该模型确认了在车身侧的10 个力输入点(如上图0001-0006 及L501、L502、R501、R502 所示),然后依据参照点个数〉=2 倍的力输入点个数的原则在10 个力输入点旁边布置了20 个参照点,所有力输入点及参照点均以三向振动传感器进行测试。车内目标点以常规的位置进行测试。

3.2 声学转鼓台架试验

3.2.1 整车车内振动噪声弱点分析

为了避免由于路面激励带来的影响,我们在声学转鼓上进行该试验,测试的工况为二档1000-5000rpm 缓加速,车内目标点有驾驶员右耳声压、座椅导轨振动等。图2 为驾驶员右耳声压二档加速Overall 和主要阶次图:

图2 车内噪声弱点与阶次分析

通过分析,我们发现A 车在2600rpm 和3300rpm 附近存在较大的峰值。以3300rpm 峰值为例,再进一步的通过频谱分析、阶次分析,确定了主要由二阶激励引起,对应的频率为110Hz 左右。

3.2.2 运行工况数据测试

因激励力是采用矩阵求逆的方法计算而得,因此需要测试激励点(10×3 自由度)、参照点(20×3 自由度)的运行工况数据。

针对3300rpm 峰值问题,提取所有激励点、参照点的二阶数据,用于TPA 分析计算所用。

3.3 FRF 测试

在进行FRF 测试时,需要将PT 系统拆除,然后采用锤击法测试所需要的传递函数。

3.3.1 激励点——目标点的传函测试:用于各路径贡献量分析;

3.3.2 激励点——参照点、激励点——激励点的传函测试:用于计算实际运行工况下激励点输入力。

3.4 TPA 软件分析,计算各路径对车内目标点的贡献量

在LMS 的TPA 分析软件里面,提供了多种图形表达方式来进行贡献量的分析,有Logarithm vector Display(矢量叠加图)、Color Display、Percentual paths Contribution 等等。通过对这些图形分析我们可以直观的判断出哪条路径贡献量最大或者对各条路径贡献量进行排序对比,找出问题主因是输入力过大抑或传递路径结构问题引起。

下面以A 车型的实际分析结果来进行说明,以3300rpm 为例,因为在该转速下2 阶激励为主因,提取该阶次的信号进行分析对比,得到结果如下图所示:

图 3 A 车3300rpm 各路径贡献矢量分析图

表1 A 车3300rpm 各主要传递路径数据对比分析表

从矢量图3 中可以判定从SUBF:R501 点Y 向到目标点这条路径为贡献量最大的路径。再根据表一数据对比分析,发现各主要路径结构传递函数基本处于同一水平,而SUBF:

R501 点Y 向输入力大是引起该路径贡献量大的主要原因。

根据TPA 的分析结果,回顾“图1 A 车PT 系统结构传递路径模型图”,发现SUBF:R501 点是车轮摆臂与副车架相连的点,因该实验是在声学转鼓上进行的,而此处激励力的唯一来源便是经由传动轴过来,初步怀疑传动轴可能存在结构问题,为此需要进行相关试验进行论证。

3.5 传动轴改进验证

根据阶次分析和TPA 试验分析结果,二阶激励和传动轴的结构问题可能为引起3300rpm 车内轰鸣声的主要原因,针对传动轴作以下两种方案的修改:改变传动轴的结构与质量;在传动轴上增加110Hz 动态吸振器。

在试验过程中,以上两种方案对改善3300rpm 噪声峰值都有很明显的作用,尤以增加动态吸振器方案效果更为显著。

图4 为验证用的是传动轴,图5 为改进效果。

图4:在传动轴上增加两个110Hz 动态吸振器

图5:改进前后车内噪声对比

四、结论

综上所述,传递路径分析法是一种高效、准确的结构噪声分析方法。通过传递路径分析可以知道:有哪些传递路径存在,哪条路径贡献量最大,是传递部分的结构问题还是激励的问题。

不过也需要特别指出,在具体运用中,只有建立准确的TPA 模型和实施高质量的试验和测试,才能运用TPA 分析方法进行有效的指导,并为具体的修改设计指明方向。

LMS Testlab Tansfer Path Analysis

LMS https://www.doczj.com/doc/9712053187.html,b Transfer Path Analysis 传递路径分析 探究振动噪声问题的根源 LMS https://www.doczj.com/doc/9712053187.html,b传递路径分析提供了基于工程试验方法的系统级振动噪声解决方案,对关键零部件进行工程分析。 作为一个全面理解振动噪声问题的方法,TPA有助于对振动噪声问题进行故障诊断,并对每个关键零部件进行性能目标设定。 在一个由多个子结构组成的复杂结构(诸如汽车、飞机或船舶)中,某一特定位置的振动噪声现象往往是由一个远处的振动源所引起的。例如,能量可以通过不同的路径从汽车发动机传入驾驶室内:通过发动机悬置、排气系统连接点,甚至间接地通过传动轴和底盘悬架传入到驾驶室内。进气和排气系统的空气传播也会对振动噪声问题有一定的影响。 强大的传递路径分析技术能够解决这类振动噪声问题,它可以帮助工程师在设计早期检测到问题产生的根源。LMS https://www.doczj.com/doc/9712053187.html,b提供高效的解决方案,以识别振动噪声问题及其产生的根本原因,并能够快速地评价设计修改。 从故障诊断到根源分析 传递路径分析(TPA)是用于识别和评价能量从激励源到某个接收位置的各个结构传播和声传播的传递路径。一旦对这些激励源及传递路径建模并量化后,系统优化就成为一个相对容易的设计工作。传递路径分析用于定量分析不同的激振源及其传递路径,并且计算出其中哪些是重要的,哪些对噪声问题有贡献,哪些会互相抵消。 激励源-路径-响应:系统级的方法 LMS https://www.doczj.com/doc/9712053187.html,b传递路径分析是基于激励源-路径-响应的系统解决方案。所有的振动噪声问题都是始于一个激励源,然后通过空气传播或结构传播传递到一个可被人感知的响应位置。通过分析激励源及传递路径对响应的影响,并可以通过对其中的某几个因素进行调整,来解决振动噪声问题。传递路径分析的目标是计算从源到响应的各条路径的矢量贡献量,识别出传递路径中各零部件的NVH特性,并通过对其调整来解决特定的问题。最终,TPA通过合理选择各个零部件的特性以避免振动噪声问题,从而有助于产品优化设计。完整的解决方案 LMS https://www.doczj.com/doc/9712053187.html,b传递路径分析软件包包含各种分析功能,以帮助试验部门最大程度地节省时间和资源,是市场上最为广泛使用的TPA解决方案。LMS https://www.doczj.com/doc/9712053187.html,b可以通过各个可能的角度来帮助客户解决问题——从简单系统到复杂结构。LMS https://www.doczj.com/doc/9712053187.html,b TPA综合了一系列TPA技术,包括LMS https://www.doczj.com/doc/9712053187.html,b单参考传递路径分析、空气声定量分析、LMS https://www.doczj.com/doc/9712053187.html,b多参考点传递路径分析、LMS https://www.doczj.com/doc/9712053187.html,b OPAX传递路径分析方法以及LMS https://www.doczj.com/doc/9712053187.html,b时域传递路径分析等。 管理海量数据 LMS https://www.doczj.com/doc/9712053187.html,b传递路径分析软件可以对整个测试任务中的所有数据进行快捷高效的管理。根据数据中内嵌的试验描述信息,如分析函数类型、测点位置标识、各个传递函数以及工况数据,将在传递路径模型中自动完成排序和定义。这个自动处理功能可以保证排除数据处理过程中的人为操作失误,并保证数据处理的高效性。 相似的处理过程可以同时运用于各种不同的工况。对于

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释义: 行业知识(行业分析、价格指数): 跟随者:客户、准客户 转化率:随Follow的级别的增加跟随者数量减少但是客户的精度也随之提高。 营销: 1、活动: 跟随者:非客户、准客户、客户

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汽车NVH振动与噪声分析

汽车NVH介绍

1.NVH现象与基本问题 2.噪声与振动源 3.NVH传递通道 4.NVH的响应与评估 5.NVH试验 6.NVH的CAE分析 7.NVH开发 8.汽车声品质

动态性能 静态性能 汽车的性能 ?汽车的外观造型及色彩 ?汽车的内室造型、装饰、色彩?内室及视野 ?座椅及安全带对人约束的舒适性 ?娱乐音响系统?灯光系统?硬件功能 ?维修保养性能?重量控制 ?噪声与振动(NVH )?碰撞安全性能?行驶操纵性能?燃油经济性能?环境温度性能?乘坐的舒适性能?排放性能?刹车性能?防盗安全性能?电子系统性能?可靠性能 NVH 是汽车最重要的指标之一

汽车所有的结构都有NVH问题 ?车身 ?动力系统 ?底盘及悬架 ?电子系统 ?…… 在所有性能领域(NVH,安全碰撞、操控、燃油经 济性、等)中,NVH是设及面最广的领域。

什么是NVH? NVH : N oise, V ibration and H arshness ?噪声Noise: ●是人们不希望的声音 ●注解: 声音有时是我们需要的 ●是由频率, 声级和品质决定的 ●频率范围: 20-10,000 Hz ?振动Vibration ●人身体对运动的感觉, 频率通常在0.5-200 Motion sensed by the body, mainly in .5 hz-50 hz range ●是由频率, 振动级和方向决定的 ?不舒服的感觉Harshness ●-Rough, grating or discordant sensation

为什么要做NVH? ?NVH对顾客非常重要 ?NVH的好坏是顾客购买汽车的一个非常重要的因素. ?NVH影响顾客的满意度 ?在所有顾客不满意的问题中, 约有1/3是与NVH有关. ?NVH影响到售后服务 ?约1/5的售后服务与NVH有关

传递路径分析法

传递路径分析法 对复杂的汽车系统来说,如何找到一种既能较好地表征整车振动噪声特性,而其实现起来又较为简明、迅速的方法,一直是汽车NVH 研究人员孜孜以求的目标。近年来,基于频率响应函数(FRF )的车内噪声传递路径分析方法成为各大汽车公司和汽车研发中心的主要研究方向之一,这种方法从子结构传递函数的角度出发,在频域上描述了系统的振动噪声特性,为汽车噪声预测、振动噪声快速诊断等工作提供了一种快捷、精准的有利工具。此方法建立的模型中,一般把整个系统划分为几个较为独立的子结构,每个子结构都以频响函数来表征其结构特性,各子结构之间通过各种弹性元件相联结来传递信息。图2.1即为一个由动力总成和车身组成的简单汽车模型,在这模型里,汽车被划分成两个子结构,一个是车身子结构(以子结构A 表示),另一个是动力总成子结构(以子结构B 表示),二者之间通过动力总成悬置相联结。在研究过程中,可将此系统进一步理论化,把各子结构简化成一个个结构块,把联结子结构的各弹性元件(如动力总成悬置)简化成各个标量弹簧。这样,系统就以“结构块-弹簧”的形式表征出来,本章的主要工作即是研究这种“结构块-弹簧”与系统之间的关系,推导相关函数,建立基于频率响应函数的车内噪声传递路径分析方法[15][27~40]。 2.1、系统响应 假设一辆汽车受m 个激励力作用,每一个激励力都有x,y,z 三个方向分量(下面分别用k=1,2,3表示),每一个激励理分量都对应n 个特定的传递路径,那么这个激励理分量和对应的某个传递路径就产生一个系统的响应分量。以车内噪声声压作为系统响应,这个声压分量可以表示为: 其中,是传递函数,是激励力的频谱。 车内噪声声压受某个激励力作用,传递过来的所有声压成分之和可表示为: 车内噪声受所用激励力作用,传递过来的所有声压成分之和可表示为: 在式(2.1)中,激励力如果直接作用在车身,所对应的传递函数就是车身传递函数;激励力如果直接作用在车轴,所对应的传递函数就是从车轴到车身,再到车内声场的传递函数。传递路径分析中首先需要明确所需分析的激励点,这根据不同性质的问题而定。例如,车身问题只需考虑底盘与车身耦合处的力激励;整车问题就需考虑车轴处、发动机悬置减振器处、空气压缩机悬置鉴真处、甚至活塞和汽缸缸壁之间的力激励。明确所需分析系统的耦合点后,下步就需要估计各种耦合激励力和各种传递函数,工作量常常很大。本文只考虑了动力总成与车()() mnk mnk nk p H F ωω=?mnk H nk F ,3,3 1,11,1()() N N m mnk mnk nk n k n k p p H F ωω===== =?∑∑m m p p =∑

最佳路径分析

GIS应用技能训练 基于多因素与层次模型的校 题目 园火灾救援最佳路径分析 学院资源与环境工程学院 专业地理信息系统 班级1102班 姓名江瑶 指导教师黎华、胡杏花 2013 年7 月12 日

目录 摘要 (1) 1 背景以及分析的意义 (1) 2 训练要求 (1) 3 设计分析 (2) 3.1整体思路 (2) 3.2最佳路径的道路层次模型 (2) 3.2.1建立层次模型 (2) 3.2.2确定权系数 (3) 3.2.3实际调查 (4) 4 软件应用 (5) 4.1本次实验的道路数据获取 (5) 4.2对校园内外部矢量化并制图 (7) 4.3给校园各道路命名并且赋权值 (9) 4.4对校园内外道路进行拓扑构网 (9) 4.5对拓扑网进行最短和最佳路径分析 (11) 5 结果分析及评价 (11) 5.1校外最短路径结果及分析 (11) 5.2校内最短路径结果及分析 (11) 6 心得体会 (12) 致谢 (13) 参考文献 (13) 附录1 权值计算代码 (15) 附录2 所有道路权值 (15)

基于多因素与层次模型的校园火灾救援 最佳路径分析 摘要:最佳路径的求取实则是一个多目标综合决策问题。以往一些研究没有能全面分析问题,只注重与某个因素下的最佳路径,这使得分析结果不尽如人意,不能得到最佳结果。有些则综合了多种影响因素,然而在确定评价指标的权重时常采用专家评估的方法,这具有很大的随意性和主观性,有时会偏离客观实际,易于造成评价失准,致使结论缺乏真实性。 本文所提模型是综合了多目标决策与层次分析法的基于多因素影响与综合评判的最佳路径分析模型。模型在全面问题分析基础上先给出了影响最佳路径分析的几个重要影响因子,并利用层次分析法的思想构建了道路层次模型,确定了各影响因素的权系数。在综合评判时应用多目标决策模型与所提因素评分模型确定了各影响因素对路段的评分矩阵,并综合所求各因素的权系数得到最终路段的综合权值。最后以路段综合权值为路段属性进行Dijkstra算法求解,得到最佳路径。文中采用层次分析法来确定权值,将定性与定量分析相结合,利用严密的数学理论,去除随意性与主观性,表达了符合客观实际的因素影响权值,并且依据判断矩阵的一致性来检验权值的合理性,从而使得分析结论更准确、可靠。此次分析是当武汉理工大学某处发生火灾,分析消防车怎样最快到达火灾处。在学校外进行消防车到达校门口进行最短路径分析,对校内进行最佳路径分析。 关键词:多因素层次分析最佳路径校园 1 背景以及分析的意义 在当今大学校园中蕴藏着很多不确定因素有可能引发的灾害会危机师生生命财产安全,而为了防范并尽量减少这些灾害造成的影响,我们小组选定大学校园火灾快速救灾最佳路线决策作为此次超图软件实习主题,随之我们小组经详细讨论和合理分析最终确定使用“基于多因素决策与层次分析法的最佳路径模型”来计算火灾发生地周边各路径权值并利用SuperMap软件最佳路径自动分析来为消防车火灾扑救路线选择及火灾发生区域人员疏散路线选择做最佳路径决策分析。 2 训练要求 应用所学的地理信息系统原理与应用、地图学以及数字测图原理与方法中所学到的基

Manatee振动噪声分析

Manatee软件电磁振动噪声分析 北京天源博通科技有限公司 褚占宇

利用Manatee软件分析丰田Prius2004电机电磁及振动噪声 Manatee软件是由法国EOMYS公司研发的,可以计算电机的电磁振动噪声的软件。北京天源博通科技有限公司是该软件在中国的代理商。 本文主要是利用Manatee软件分析丰田Prius2004款电机的电磁及振动噪声。 表1是丰田Prius2004电机的主要尺寸参数。 表1电机主要的参数 名称数据 定子外径/mm269.24 定子内径/mm161.9 气隙长度/mm0.75 铁心长度/mm83.82 转轴外径/mm110.64 极数/槽数8/48 1建模流程 首先打开Manatee软件。如下图所示。 选择电机类型,点击New Machine按钮,选择要编辑的电机类型。

在电机类型里面选择BPMSM,为内置式的永磁电机类型。P中输入极对数为4(注意这里是极对数不是极数)。 接着设置Machine Dimensions选项,在这里设置电机的定子外半径为134.62mm,定子内半径为80.95mm,转子外半径80.2mm,转子内半径为55.32mm。

计算出气隙长度为0.75mm。 设置定子轴向长度,定子硅钢片轴向长度为83.82,硅钢片的叠压系数设置为0.95。没有径向通风道和轴向通风口。 设置定子槽型,软件提供了多种槽型,选择相应的槽型进行设置。在这里选择槽型11,以下为具体的槽型尺寸参数。

当设置好后,可以点击Preview按钮,生成如下图所示。

定子绕组设置,Prius2004为3相双层,分布短距,绕线间距为5,并绕根数13,并联之路数1,每线圈的串联匝数9。 点击next按钮,选择3相双层,绕组跨距为5。 点击Preview按钮,生成如下图所示。 点击next按钮,设置并联之路数1,每线圈的串联匝数9。

液压噪声分析

液压设备在给人们带来诸多方便同时,液压系统的泄漏,振动和噪声,不易维修等缺点,也为液压系统的应用造成了障碍。尤其在现今随着技术水平不断提高,液压系统的噪声和振动也随之加剧,已经成为了限制液压传动技术发展的重要因数,因此,研究液压系统的噪声和振动有着积极的意义。 1,振动和噪声的危害 液压系统中的振动和噪声是两种并存的有害现像,从本质上说,它们是同一个物理现象的两个方面,两者互相依存,共同作用。随着液压传动的运动速度不断增加和压力不断提高,振动和噪声也势必加剧,振动容易破坏液压元件,损害机械的工作性能,影响到设备的使用寿命,而噪声则可能影响操作者的健康和情绪,增加操作者的疲劳度。 2,振动和噪声的来源 造成液压系统中的振动和噪声来源很多,大致有机械系统,液压泵,液压阀及管路等几方面。 机械系统的振动和噪声 机械系统的振动和噪声,主要是由驱动液压泵的机械传动系统引起的,主要有以下几方面。 1,回转体的不平衡在实际应用中,电机大都通过联轴节驱动液压泵工作,要使这些回转体做到完全的动平衡是非常困难的,如果不平衡力太大,就会在回转时产生较大的转轴的弯曲振动而产生噪声。 2,安装不当液压系统常因安装上存在问题,而引起振动和噪声。如系统管道支承不良及基础的缺陷或液压泵与电机轴不同心,以及联轴节松动,这些都会引起较大的振动和噪声。 2.2液压泵(液压马达)通常是整个液压系统中产生振动和噪声的最主要的液压元件. 液压泵产生振动和噪声的原因,一方面是由于机械的振动,另一方面是由于液体压力流量积聚变化引起的. 1,液压泵压力和流量的周期变化 液压泵的齿轮,叶片及拄塞在吸油,压油的过程中,使相应的工作产生周期性的流量和压力的过程中,使相应的工作腔产生周期的流量和压力的变化,进而引起泵的流量和压力脉动,造成液压泵的构件产生振动,而构件的振动又引起了与其相接触的空气产生疏密变化的振动,进而产生噪声的声压波传播出去. 2,液压泵的空穴现象液压泵在工作时,如果液压油吸入管道的阻力过大,此时,液压油来不及充满泵的吸油腔,造成吸油腔内局部真空,形成负压.如果这个压力恰好达到了油的空气分离

振动噪声分析论文

汽车噪声主动及被动控制方法简述1前言 随着汽车工业的发展,汽车给人类的出行带来极大的便利,但同时也带来了噪声污染等社会问题。汽车噪声过大会影响汽车的舒适性、语言清晰度,甚至影响驾驶员和乘客的心理、生理健康,如果驾驶员长期处于噪声环境中容易引起疲劳造成交通事故和生命危险;同时,汽车噪声过大也会影响路人的身心健康,人们长时间接触噪音,会耳鸣、多梦、心慌及烦躁,或直接引起听力下降甚至失聪,其中由车辆噪音间接引发的交通事故,也并不鲜见。因此对汽车噪声进行控制就显得非常必要了。 为了治理汽车噪声污染,各国均制定有关标准,我国国家环境保护总局和国家质量监督检验检疫总局于2002年1月4 日联合发布了GB 1495—2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》强制性标准,代替GB 1495—1979,并于2002年10 月1日实施。 表1 国内外车辆行驶噪声限值标准的比较(单位:dBA) 新标准是在参考ECE RS1《关于在噪声方面汽车(至少有4个车轮)型式认证的统一规定》基础上制定的。新标准的出台,改变了过去标准不科学、测试项目不完整的局面,为治理汽车噪声污染提供了有效的控制手段,对完善我国的汽车

噪声标准体系将起到积极的推动作用。 2汽车噪声来源 汽车是一个包括各种不同性质噪声的综合噪声源,按噪声产生的部位,主要分为与发动机有关的噪声和与排气系统有关的噪声以及与传动系统和轮胎有关的噪声。 (1)发动机发动机噪声包括燃烧、机械、进气、排气、冷却风扇及其他部件发出的噪声。在发动机各类噪声中,发动机燃烧噪声和机械噪声占主要成分。燃烧噪声产生于四冲程发动机工作循环中进气、压缩、做功和排气四个行程,快速燃烧冲击和燃烧压力振荡构成了气缸内压力谱的中高频分量。燃烧噪声是具有一定带宽的连续频率成份,在总噪声的中高频段占有相当比重。 表2 发动机机械噪声类型 机械噪声是指发动机工作时,各零件相对运动引起的撞击,以及机件内部周期性变化的机械作用力在零部件上产生的弹性变形所导致的表面振动而引起的噪声,包括活塞敲击声、气门机构声、正时齿轮声。燃烧噪声和机械噪声都是有发动机本体发出的,并且随着发动机转速的增加,噪声也增加。一般情况下,低转速时燃烧噪声占主导地位,高转速时机械噪声占主导地位。空气动力噪声是指汽车行驶中,由于气体扰动以及气体和其他物体相互作用而产生的噪声。在发动机中,它包括进气噪声、排气噪声和风扇噪声。实践表明,减少振动是降低噪声的根本措施。增加发动机结构的刚度和阻尼,是减少表面振动的办法,从而达到

32_路面噪声传递路径分析与优化

路面噪声传递路径分析与优化 Transfer Path Analysis and Optimization of Road Noise 李朕王亮高亚丽王伟东 (泛亚汽车技术中心有限公司上海201209) 摘要:本文介绍了传递路径分析在路面噪声优化中的应用。借助HyperGraph的NVH分析模块,在纯仿真的环境下应用传递路径分析,在开发更早阶段找到问题根本原因。从本文的优化结果来看,基于纯仿真的传递路径分析周期短,优化效果好。 关键词:汽车NVH 路噪传递路径HyperGraph Abstract: Transfer path analysis was applied in road noise analysis. It is possible to find noise root cause in early stages of vehicle development process by using HyperGraph transfer path analysis in virtual environment. CAE based TPA is more efficient than test based TPA. Key Words: vehicle, NVH, road noise, TPA, HyperGraph 1 介绍 路面噪声是车辆NVH性能开发过程中控制的一个重要指标。它作为车内主要声源影响乘员舒适性。按照传递路径不同,路噪可分为结构传递声与空气传递声。本文介绍传递路径法(下文简称TPA)在结构传递声分析与优化中的应用。 结构传递路噪典型递路径如下。路面激励通过轮胎传递到轮心,轮心传入悬架,再通过悬架传递到车身。其中悬架与车身界面有多条传递路径。使用TPA方法能识别出噪声传递的主要路径和次要路径。随着建模、求解以及后处理的进步,基于仿真的TPA方法能够在早期快速准确的分析问题。 2 分析方法 影响路噪的主要因素有轮胎、悬架形式、衬套刚度以及车身侧底盘连接点的噪声传递函数。越软的衬套和轮胎隔振效果越好,对路噪越有利。但衬套过软会影响车辆的操控稳定性。为了不影响操控稳定性,本文重点关注车身噪声传递函数的优化。受限于燃油经济性的限制,传递函数优化不能以牺牲重量为代价。使用TPA方法识别出关键路径,能在不牺牲重量的情况下满足整车振动噪声的要求。

不确定性条件下最优路径的选择

不确定性条件下最优路径的选择 摘要 目前,交通拥挤和事故正越来越严重的困扰着城市交通。文章针对车辆的行驶时间存在的不确定性给出了最优路径的评价模型,帮助驾驶员寻找一条可靠、快速、安全的最优路径。文章还分析不同路段之间的时空相关性对行程时间的影响,为驾驶员路径的选择做了周全的考虑。 针对问题一,我们建立了两种不同评价标准的最优路径评价模型.模型Ⅰ基于对存在驾驶员偏好的最优路径选择问题的研究,提出了一种能够综合反映驾驶员偏好的多属性决策方法,建立了驾驶员偏好与路径属性总偏差最小的最优评价模型。模型Ⅱ基于对不确定性条件下车辆准时到达终点的可靠性的分析,定义可靠度来定量描述车辆行驶时间的不确定性,同时利用概率论知识给出了最优路径的数学表达式和定义—在可靠度R≥95%的条件下,预留时间T最短,则为最优路径。利用MATLAB编程求解,将所建模型应用到例子中,得出的结论是:选择道路A,验证了模型的正确性。 针对问题二,在问题一定义的最优路径的基础上,我们将A~K这11个地点之间的交通网络图看作一个无向赋权图,综合考虑均值、标准差这两个量作为权,建立了图论模型.基于Dijkstra最短路径算法,我们设计了一种能够涉及两个权重的改进算法求解最短路问题.利用MATLAB编程,得出最优路径选择结果为:A→C→K→G→B。 针对问题三,基于车流波动理论,建立行驶时间模型,从时间和空间两个维度描述交通路段之间行驶时间的相关性。 本文逻辑严谨,切入点独到,综合运用多种模型,结果可靠。 关键词:最优路径;Dijkstra算法;图论模型;车流波动理论

1.问题的重述 在复杂的交通环境下,如何寻找一条可靠、快速、安全的最优路径,已经成为所有驾驶员的共识。 传统的最优路径问题的研究大多数是基于“理想”的交通状况下分析的,即:假设每条路段上的行驶时间是确定的。在这种情况下,最优路径就是行驶时间最短的路径,可以用经典的最短路径算法来搜索(例如Dijkstra 最短路径算法)。目前的车辆路径导航系统也大都是基于这种理想的状况下的最优路径算法,寻找行驶时间最短的路径。事实上,由于在现实生活中,会受到很多不确定性因素的影响,例如:交通事故、恶劣天气、突发事件等,车辆的行驶时间存在着不确定性。 问题一:对于一般的交通网络,假设已知每条路段行驶时间的均值和标准差,请建立数学模型,定量的分析车辆行驶时间的不确定性,然后给出在不确定性条件下车辆从起点到终点的最优路径的定义和数学表达式,将此模型应用到图1的例子中会选择哪条道路。 问题二:根据第一问的定义,已知每条路段行驶时间的均值和标准差(见图、表,图表中A为起点B为终点),设计算法搜索最优路径,并将该算法应用到具体的交通网络中,用计算结果验证算法的有效性。如果可能的话,从理论上分析算法的收敛性、复杂性等性质。 问题三:在现实的交通网络中,某个路段发生了交通拥堵,对上游或者下游路段的交通状况有很大的影响,从而导致了交通路段之间的行驶时间有一定的相关性,请建立数学模型描述这种交通路段之间行驶时间的相关性,并将这种相关性应用到第一问和第二问的最优路径搜索问题中,并设计算法解决考虑相关性的最优路径搜索问题,给出算例验证算法的有效性。如果可能的话,从理论上分析算法的收敛性、复杂性等性质。 2.模型假设 1.假设车辆在每条路段上的行驶时间是随机变量; 2.假设车辆在同一路段上的行程时间t服从正态分布; 3.假设在同密度车流中各单个车辆的行驶状态与前车完全一致; 4.假设题目所给数据真实可靠; 5.假设各不同路段的期望时间和标准差时间相互独立; 6.假设同一路段上下游的期望时间和标准差时间相同。 3.变量说明 a:第i条路径的第j个属性的客观值; ij b:第k个出行者对第j个属性的可接受值; kj :第k个出行者对第j个属性的权重; kj

资料-基于LMS https://www.doczj.com/doc/9712053187.html,b的破壁机振动噪声研究

1 引言 随着豆浆机使用的日益普及,作为豆浆机升级产品的破壁机因转速高破碎效果好等因素而受到市场的青睐,而噪声问题成为影响破壁机性能体验的关键因素。而振动噪声问题的解决不仅需要信号的采集,同时需要对信号处理分析等要求。 LMS https://www.doczj.com/doc/9712053187.html,b是一整套的振动噪声试验解决方案,是高速多通道数据采集与 试验、分析、电子报告工具的完美结合,包括数据采集、数字信号处理、结构试验、旋转机械分析、声学和环境试验。 通过LMS https://www.doczj.com/doc/9712053187.html,b的采集分析系统可以获得破壁机实际的模态振型和ODS振型,与CAE振动响应仿真结合,从而为得出了有益的结论。为破壁机的振动噪声研究提供了一个新的思路和方法。 2 传递路径分析与声源识别 2.1 破壁机噪声传递路径分析 破壁机主要由机头(含电机,控制板,刀架等)、机壳(盛装食材)、底座(支撑机身)三部分构成,工作时电机超高速运转(14900rpm),带动不锈钢刀片,在杯体内对食材进行超高速切割和粉碎,从而打破食材中细胞的细胞壁,将细胞 噪声主要来源和传递路径分析 2.2

声压全息法测试: 对破壁机采用近场声压测试,用麦克风测试距离被测物体表面10mm处的声压,获得各个点的频谱,然后按照频段将各个点的值画成等高线,数值大小用颜色表示。 图2 声压全息法声源识别(250HZ) 声压全息法测试结果显示:转速基频250Hz异音为主要异音频率,主要集中在杯座和底座,其中底座主要是3个侧面辐射出去,基座底部基频噪声较高,靠近后排风口处最高。 3仿真模型与测试的对比及分析 3.1 建立结构有限元模型和模态几何模型 仿真边界条件设置:整个破壁机采用重力作用下的预应力分析,底座胶垫底面和地面采用固定支撑,转子表面添加频率为250Hz的旋转离心力2.167N,杯中的水用质量点等效,绑定在杯子中部。将偏心力加载到电机结构有限元模型中,进行振动响应分析,获得各倍频下的振动响应(重点为基频)。

电力线路设计的路径选择及定位分析

电力线路设计的路径选择及定位分析 发表时间:2016-09-27T16:37:19.073Z 来源:《基层建设》2015年31期作者:江卫国 [导读] 摘要:电力作为人们日常生产和生活的基本能源,它的地位越来越重要。也正是因为电力的重要地位,电力线路工程设计成为了一项集复杂性、技术性、政策性于一体的工作。电力线路设计对于经济和社会的发展具有重要作用,所以,需要严谨对待。 广西送变电建设公司广西南宁 摘要:电力作为人们日常生产和生活的基本能源,它的地位越来越重要。也正是因为电力的重要地位,电力线路工程设计成为了一项集复杂性、技术性、政策性于一体的工作。电力线路设计对于经济和社会的发展具有重要作用,所以,需要严谨对待。而在电力线路设计中,路径的选择与定位又是重中之重,它对于线路技术经济指标、施工和运行以及后续维护都有着决定性的作用,关系着整个电力线路的造价与施工开展,其路径选择与定位的合理性,关系着电力运输的运作问题。 关键词:电力线路设计;路径选择;路径定位 随着经济的快速发展,城市供电负荷量也在快速增长,原本实行的35kV的变电站也在逐渐被110kV及220kV室内GIS变电站及地下变电站取缔。自然,现对应的配套设施,也需要进行修改。在当前的电力运输环境中,大容量、长距离的电缆线路设计成为必要的可能。同时,对于新建的电缆线路与原有的电缆线路需要进行连接,这些成为电力线路设计的新课题。而在整个电力线路设计中,其路径选择和定位具有关键性作用,本文通过对路径选择和定位的技术分析,来进一步实现电力线路设计的优化,以期望能满足现阶段的用电需求,推动社会的发展。 一、电力线路设计的路径选择 一般来说,提到设计都会想起绘图。所以在电力线路设计的路径选择上,也一般分为图上选线和野外选线两个方面。 (一)顾名思义,图上选线就是利用绘图的方式来拟定若干个路径方案,然后在进行对应的资料收集和野外勘测,再从经济和技术两个角度进行分析和衡量,从而确定有关单位的同一,经过签订协议书来确定一个相对较好的推荐方案。在方案确定之后,再报上级审批。一旦审批通过,就可以利用实地勘察的方式进行野外选线,最终确定线路和杆塔的定位。 (二)一般来说图上选线根据实际情况选取的是比例五千分之一、万分之一、五万分之一的地形图进行。图上选线会先将地形图放置在图板之上,将电力线路的起点和终点标出来,然后利用对地形的了解,勾画出一切可以实现电力运输的路线,并将其转角点标出。线路与线路需要以不同的颜色来加以区分。这样就会形成多个路径,制定成初级方案后,根据这些路径,对其资料进行收集。面对存在明显不合理的方案或者相对成本较大的方案,需要将其舍弃,最后留下来的方案,再将其进行对比和分析,只需要留三个左右较优方案。 (三)在确定较优方案之后,通过实地的勘测来对几个方案进行选择,在通过关键点的资料对比落实,从而确定出最佳的路线。在五个方案的对比上,一般需要注意如下几个内容:其一,总线路的距离;其二,该条线路所经过的地势地形,以及对应的地质和操作时会带来的影响深度和广度;其三,对线路周围的交通环境和经济发展水平进行大概了解,确定施工、运行和后续维护的操作可能;其四,了解电力线路的政策,对线路施工的技术要求作出评估;其五,对每条线路的造价和材料的使用,设施的消耗以及建造后的使用年限和适用范围进行比较。为了保证建造的线路具有最优的性能和最合理的经济投入,对于沿路涉及到的设施都需要与相关单位进行协商,签订书面协议。 (四)由于图上选线可能会受到地形图绘制缺乏实际效果的制约,从而导致线路的选择缺乏完整性。为了满足电力线路设计的最优化,出了在图上选线时需要进行大量的资料收集,还需要在对应的沿线范围进行实地勘测。其作用在于确定线路的合理性,发现是否存在更加优质的线路。最好在对线路设计合理进行研究时,也对沿线的材料价格和运输条件进行了解,以便于确定最优线路。 (五)野外选线。野外选线实际上是图上选线的延续,其存在是为了鉴定图上选线的结果是否是最优。在野外选线时,需要针对图上选线得出的结果进行核实,在确定之后,需要根据走向埋设标志,以便于反复勘测。 二、电力线路设计的定位 电力线路实际上就是由一个一个定点的杆塔连接而成,所以,在已经选好的线路路径之上,进行定线、断面测量与描绘,并且在纵断面图上,标出杆塔的位置就叫做定位。对于线路设计来说,在选好的路径上进行定位是整个设计中的重要环节之一。定位的质量直接关系到线路的经济成本、施工难度、运行效果、维护操作。所以,在电力线路设计的定位上,需要细致的工作,实现最佳定位。 (一)断面测绘 在线路选定好之后,为了方便定位的设计和后续的施工,都会对该线路的情况进行调查,获得必要的资料和数据。在测量上,为了保证精确度,需要进行定线测量、平面测量和断面测量。所谓定线测量,实际上就是根据选定好的线路路径,把线路的起点和终点,以及存在明显的转角和大致方向点,用标桩的方式将其固定出来,并且测量出点与点之间的距离。平面测量实际上就是沿着路径,以对应的路径点为总线,根据其电压的等级所对应的带状区域进行详细的了解,并且制定成图。断面测量,实际上就是对当地的地形进行了解,从而确定杆塔的位置和杆塔所需要的标高。 (二)杆塔的室内定位 一般来说杆塔定位可分为室内定位和室外定位,室内定位实际上就是利用最大弧垂模板在平面图上进行杆塔位置的标注。而室外定位也就是在实际的地点,进行现场复核,将定点使用标桩固定。由于杆塔的位置是否合适,会直接影响线路的修建和运行,所以,在杆塔位置的确定上需要十分谨慎。对于杆塔定位和设计的主要要求,就是保证在任何情况之下,与地面实现安全距离。如果是处于山地或者丘陵地带,那么该距离的满足必须使用最大弧垂模板来确定档距。 (三)定位需要注意的地方。由于定位具有的重要作用,所以在定位时,需要注意如下几个问题:第一,尽量避免孤立档距,尤其是相对较小的孤立档。它很容易给杆塔受力带来影响,从而造成维修困难。第二,在山地定位时,需要充分考虑到山坡的稳固性,优先采用原状土基础,因地制宜的采用全方位长短腿杆塔和高低基础,来保证塔基的稳定性。第三,在坡度相对较陡的杆塔固定上,需要考虑到大雨的冲力是否会让陡坡产生地质变化,从而倒塌。第四,在覆冰地区,需要注意档距的均衡度及控制档距的大小。 三、结束语 通过上文可知,电力线路设计中路径选择和定位是一项复杂性极高的工作,需要通过对其中几个方面的内容检验来确定和提高线路选择与定位的科学性、合理性。在实现电力线路设计中路径选择和定位科学性的基础上,来进一步保证当前电力建设线路的质量,从而提高

传递路径分析法(TPA)进行车内噪声优化的应用研究

传递路径分析法(TPA)进行车内噪声优化的应用研究 作者:李传兵 摘要:本文基于传递路径分析方法并使用LMS 公司的相关软件,对开发中的某车型的车内轰鸣噪声问题进行了分析,找出了对车内轰鸣声贡献最大的传递路径,并通过有针对性地结构改进,有效地消除了该转速下的轰鸣声问题。 关键词:NVH 传递路径分析法(TPA,Transfer path analysis)贡献量分析 车内振动噪声可以看成是由多个激励经过多条传递路径到达目标点叠加而成的,如果能准确地判断出各主要激励源和传递路径的贡献量,并针对贡献量大的激励源和传递路径作相应的优化改进,则NVH 改进工作效率能得到大大的提高。为此,在汽车的NVH 性能分析中,常常将汽车简化为由激励源(振动源、噪声源)、传递路径和响应点组成的动态系统。能同时考虑激励源和传递路径的传递路径分析法在汽车NVH 性能开发中得到了广泛关注,各专业公司都纷纷开发专门的商业化测试分析系统,LMS 的TPA 分析软件无疑是其中的杰出代表,已成为在汽车领域应用最广泛的商业系统之一。 传递路径分析方法可以用于结构传播噪声和空气传播噪声问题的诊断、分析和优化,本文将以某车型的结构传播噪声优化为例,详细阐述LMS 传递路径分析方法的实际应用过程和效果。 一、(结构)传递路径分析法基本原理 假设汽车受m 个激励力作用,每一激励力都有x、y、z 三个方向分量,每一激励力分量都对应着n 个特定的传递路径,那么这个激励力分量和对应的某个传递路径就产生一个系统响应分量。以车内噪声声压作为系统响应,在线性系统的假设基础上,这个由于结构力输入产生的声压则可以表示为: 上式中,(ω) mnk H 是传递函数,(ω) nk F 是激励力。 由上式所知,激励力和频响函数是TPA 分析的输入量,因此进行TPA 分析需要做的工作

变速箱振动与噪声分析

第1期(总第125期)机械管理开发 2012年2月No.1(S UM No.125) M EC HANIC AL M ANAGEM ENT AND DEVELOPM ENT Feb.2012 引言 变速箱主要经齿轮啮合达到变速、增加扭矩的作用,齿轮系经轴承安置在壳体上。实验证明,齿轮、轴承、壳体是变速箱振动和噪声的主要来源[1]。分析变速箱的振动和噪声的产生机理,应该首先着重分析齿轮、轴承、箱体的振动。 1变速箱振动和噪声现象及初步分析 讨论的变速箱是我公司设计的一款大扭矩多挡位变速箱,它由主箱、副箱两段式结构组成、性能优越,但在试验时发现了异常的振动和噪声;对其原因进行分析,发现有些齿轮啮合频率的倍频与壳体约束模态频率相近时,在测试振动和噪声信号功率谱中相同频率处出现峰值,引起变速箱的异常振动和噪声。2振动和噪声现象的发生原因详细分析2.1变速箱中齿轮啮合频率计算 1)定轴系中,齿轮的啮合频率为[2]: 式中:Z 为齿轮齿数;i 为频率的谐波,i=1,2,3…。对于有固定齿圈的行星轮系,其啮合频率为: 式中:Z r 为任一参考齿轮的齿数;n r 为参考齿轮的转速(r/min);n c 为转臂的回转速度(r/min),方向相反时,取正号;i 为频率的谐波,i =1,2,3…。 由式(1)与式(2)可知,齿轮副中的两个齿轮的啮合频率是相同的。当齿轮的转速变化时,啮合频率也随之而变,并且随着转速的升高,齿轮噪声增大。这是判断齿轮啮合频率的两个基本原则。再者,齿轮的啮合频率往往呈二次、三次等高次谐波出现在频谱中。齿轮噪声随转速增加而增加,但不是线性关系;转速越高,噪声随转速升高而上升的越缓慢。 2)齿轮编号表:本实验变速箱中各档齿轮编号见图1。 3)齿轮啮合频率计算:根据式(1)及(2),按图1齿轮编号算得齿轮的啮合频率,见表1。由于6档、7 档、8档、9档、10档时,各齿轮的啮合频率除14、15、16 号齿轮的为0外,其余均与1档、2档、3档、4档、5档对 应相同。 图1齿轮编号图 表1 齿轮啮合频率计算结果 挡位12345 R 1695695695695695695 2695695695695695695 3542542542542542542 4542542542542542542 5472472472472472472 6472472472472472472 7351351351351351351 8351351351351351351 9297297297297297297 10297297297297297297 11282282282282282282 12282282282282282282 13282282282282282282 14115285208331373116 15115285208331373116 16115285208331373116 2.2 变速箱壳体的有限元分析 图2变速箱箱体有限元模型 1)建立数学模型:对变速箱壳体,建立三维数学 f Z =nZ 60i .(1) f Z =Z r (n r ±n c )60 i .(2) 收稿日期:;修回日期:6 作者简介:董晓露(),女,山西浑源人,工程师,硕士,主要从事变速箱设计工作。D 66@6变速箱振动与噪声分析 董晓露 (中国重汽集团大同齿轮公司技术中心,山西 大同 037305) 摘要:分析了某变速箱试验时的异常振动和噪声原因。先对一台样机测试其各挡稳定过程的振动和噪声信号, 再对测得的信号进行功率谱密度分析。之后,运用Pro/Engineer 建立了变速箱壳体的实体模型,并用OptiStruc t 软件进行了壳体前端面加零位移约束的模态分析;计算了各挡齿轮的啮合频率,分析了壳体的模态频率与齿轮啮合频率对振动和噪声信号功率谱中峰值的影响。最后根据分析结果,提出对壳体的改进建议,以达到变速箱减振降噪的目的。 关键词:变速箱;振动和噪声;齿轮啮合频率;壳体模态中图分类号:TB533+.2 文献标识码:A 文章编号:1003-773X (2012)01-0053-02 53 2011-08-042011-10-01979-E-mail:https://www.doczj.com/doc/9712053187.html,.

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