基于振动传递函数的排气系统悬挂点位置优化

提出一种基于振动传递函数法的排气系统悬挂点位置优化方法.以某混合动力轿车悬挂点位置布置为例,通过有限元法建立从发动机激励到排气系统的振动传递函数数值模型,得到排气系统各点在振动频带内的总相对位移响应,由总相对位移响应最小确定悬挂点位置的优化方案.研究表明,此方法中发动机激励、动力总成与排气系统的模态参与因子和模态振型共同确定悬挂点位置.比较优化方案与初始方案的实车验证数据可得,优化方案中排气系统和座椅导轨的振动加速度降幅超过17%,证明基于振动传递函数的排气悬挂点位置布置方法能用于悬挂点位置设计中.

弹体振动传递函数测试及其数据应用

给出了弹体振动传递函数测试方案,并对相应测试结果进行了分析;针对某典型导弹,分析了测试数据对稳定回路设计的影响,分析结果表明,弹体振动传递函数对垂直发射段初和30 km以上的高空影响较大,这个因素影响着弹性滤波器的参数选择;最后讨论了弹体振动传递函数测试试验的改进部分。

基于模态与振动传递函数分析的低噪声液压站设计

[目的]液压油站作为液压系统的动力源,是液压系统振动、噪声产生的根源。为进一步降低液压系统的振动、噪声水平,提出一种基于模态分析与振动传递函数分析的低噪声液压油站的设计方法。[方法]建立液压油站有限元模型,在此基础上求解出油站的模态,并利用模态叠加法对油站结构及液压泵的安装位置进行优化,得到油站的最佳结构形式和液压泵最佳安装位置。基于振动传递函数分析对液压油站箱体结构进行设计,优化泵组到油站机脚的振动传递路径,进一步降低液压泵组振动噪声对液压油站的影响。[结果]油站的振动噪声测试结果表明,该设计方法显著降低了液压油站振动、噪声指标,其中液压油站振动加速度总级降低5.7 dB,空气噪声降低2 dB,[结论]为液压系统减振降噪提供了较好的方法。

基于振动传递函数的变速器壳体振动特性分析

针对变速器壳体的振动变形问题,运用Hyperworks仿真分析软件,对目标壳体后壳体悬置点进行振动传递函数分析;然后根据传递函数分析的加速度频响和动刚度频响的关系,研究目标壳体悬置点动刚度频响的变化规律。结果表明,最终获得的动刚度频响曲线比传统的加速度频响曲线更加直观具体地反应了变速器壳体表面的振动变形情况,从而实现直观表达变速器壳体振动特性的目标。

重型卡车驾驶室振动传递函数分析和优化

试验测试和分析表明,驾驶室地板振动不仅会导致座椅振动,恶化驾乘舒适性,并且会产生噪声,影响车辆的NVH性能。本文对驾驶室地板的振动进行了分析,计算了某重卡驾驶室地板的传递路径响应和模态贡献量,并与试验测试结果进行了对比。基于经过校核的仿真模型,对驾驶室地板结构进行了优化,提供了改进方案。对改进方案的分析显示,在发动机怠速激励频率下,座椅导轨的振动加速度峰值降低了3.1dB,NVH性能获得了显著的改善。

内饰车身振动传递函数性能试验分析

针对某款MPV承载式车身振动传递函数的获取和处理,结合小波包分析给出VTF方法。首先,通过动态采集系统在频域范围获得加速度频率响应信号,接着通过利用DWPT小波包技术对频响信号进行滤波分层分解,并在考虑残余能量比例的情况下选取合适全局阀值进行压缩,最后,结合频域信号的相干函数曲线选取优势频率,并对比其频率响应函数峰值得到振动传递函数。结果表明,该方法为研究整车NVH性能提供了一定的参考。

某款服务器机箱振动与噪声传递函数分析和优化

为解决机箱振动及噪声引起的机械硬盘读写速度降低的问题,应用Abaqus软件,对某款服务器机箱分别进行模态分析、振动传递函数VTF(vibration transfer function)以及噪声传递函数NTF(noise transfer function)分析,得到机箱的动态特性、机械硬盘的振动加速度频响曲线以及机箱声腔的声压级频响曲线。通过模态贡献量、工作变形等分析手段找出机箱结构振动及结构噪声出现峰值的原因,确认机箱传递路径的优化方案并进行了验证,为研究因机箱振动及噪声引起的机械硬盘读写速度降低的问题提供参考。

基于脉冲试验的地铁环境振动响应传递函数预测方法研究

地铁运营引起的建筑物内振动,若对其不加防护,将影响人们的生活和工作,干扰精密仪器的正常运行,造成古建筑物的损伤;准确地预测地铁运营引起的环境振动,是解决这一问题的关键.因此,依托国家自然科学基金资助项目(51008017,50848046,50538010),采用理论分析、实验室试验、有限元仿真和现场测试相结合的方法,研究地铁运营引起的振动传递问题,并提出基于脉冲传递函数法的地铁运营引起建筑物内振动预测方法.论文主要研究内容和成果如下.

加筋圆柱壳体支撑结构振动传递特性试验研究

支撑结构型式和布置位置对加筋圆柱壳体内振动传递特性具有重要影响。文中设计了加筋圆柱壳体试验模型装置,内含壳体支撑结构、平台支撑结构和舱壁支撑结构,开展了加筋圆柱壳体模型的振动模态试验和传递特性试验。以振动传递函数为评价指标,研究了不同频率下支撑结构至加筋圆柱壳体表面的振动传递特性,得出振动传递特性在低频时很大程度上受到壳体结构振动模态的影响。提出等效振动传递函数概念,分析了支撑结构的型式及布置对加筋圆柱壳体传递特性的影响。试验研究结果有助于控制动力机械设备的中低频振动传递,对加筋圆柱壳体内支撑结构的声学设计具有参考价值。

地铁邻近建筑环境振动预测及传递规律分析

以南昌地铁1号线邻近建筑二中宿舍楼为研究对象，基于动力反应分析理论，建立隧道－大地－建筑的三维有限元模型，在计算边界域施加黏弹性人工边界，研究双线双向隧道上行线和下行线不同隔振工况下，宿舍楼室内的振动响应及振动在楼层之间的传递规律。研究结果表明：上行线和下行线隧道均采用整体道床时，室内振动超出标准；如果仅在上行线隧道采用钢弹簧浮置板道床进行隔振，室内振动降低到标准以内，但是富余量不大；当上行线和下行线隧道均采用钢弹簧浮置板道床进行隔振时，宿舍楼室内的振动大大降低，距标准规定的限值有很大的富余量。研究发现钢弹簧浮置板对6．3～15 Hz 范围内的振动有放大效应，隔振区间主要在15 Hz 以上；低频振动随着楼层的升高而增强，Z 振级在各楼层之间变化不大。

隧道内脉冲激励下地层振动传递特性研究

目前,对于地铁运营引起的振动在地层中的传递特性一直未有系统深入的研究。利用自动落锤激励装置锤击轨道减振与控制实验室10 m埋深隧道内轨道,研究了0～200 Hz频段振动加速度在地层中的传播衰减特性。试验结果表明:①隧道结构-地面振动加速度峰值衰减率达到81.25%,地层对振动有很强的衰减作用。②除了30 Hz附近频段传递函数幅值大于1,隧道结构到地面振动响应传递函数幅值普遍小于0.4。③隧道结构-地面1/3倍频程加速度级传递损失曲线呈V形分布,传递损失在30 Hz附近最小,且为负值,此频段振动加速度能量从隧道传递到地面有放大现象。

汽车变速器壳体振动频率响应特性方法研究

针对汽车变速器壳体局部断裂失效的问题,提出一种利用动刚度特性分析变速器壳体局部変形特性的方法,并对危险频率下的壳体结构进行改进分析。以一种前橫置变速器壳体为研究对象,运用Hyperworks软件建立有限元模型,对目标壳体输入轴轴承孔关键点处施加激励,采用振动传递函数的方法,对振动强烈的变速器后壳体进行振动频率响应特性分析,获得变速器后壳体悬置点加速度频响曲线和动刚度频响曲线。进而对变速器后壳体结构进行改进,并对改进后结构进行软件验证分析。研究表明,动刚度频响曲线评价方法是一种能直观准确反应壳体结构与变形的关系,能够准确找到需要改进的壳体频率区间及部位的有效方法,并且改进的壳体结构可以有效改善壳体结构的振动特性。

基于振动灵敏度的某商用车动力总成悬置改进

为提升某商用车的NVH性能,利用有限元法计算了动力总成支撑点到座椅导轨安装点路径上的传递函数,明确了前悬置隔振作用的重要性;通过ADAMS和MATLAB软件利用能量解耦法及多目标优化算法对该悬置系统隔振性能进行了优化;对改进后状态进行了振动性能试验测试。试验结果表明:在产品改动较小的情况下,明显提升了悬置系统的隔振性能及乘坐舒适性。

内饰车身地板振动性能优化分析

在某SUV车型工程设计阶段,运用有限元法进行内饰车身地板响应点振动传递函数分析。与参考车型振动曲线对比,发现车身地板测点峰值大幅超出。通过模态贡献量及模态分析,诊断出振动传递函数峰值大幅超出是由地板局部模态引起。为提高地板局部刚度,以地板振动传递函数为目标函数进行形貌优化,设计出新的地板结构以降低测点振动峰值。制造样车后,对地板振动传递函数进行实车测试,验证仿真分析结果的有效性。研究结果表明,在车型工程设计阶段,基于形貌优化的振动传递函数分析可以有效应用于内饰车身地板减振结构设计中,降低后期实车抖动风险。

动力吸振器应用于车辆悬架系统的NVH控制

为了降低汽车室内噪声,提高乘坐舒适性,进行了利用动力吸振器降低车内噪声的方法研究。针对某款SUV车型在开发过程中后排噪声超出乘客接受范围的问题,经噪声测试、主观评价并结合工作振型(operational deflection shape,简称ODS)分析,确定副车架在200~300 Hz频段下与车身产生了较大共振耦合。提出在副车架上增加有阻尼动力吸振器的方案,建立吸振器数学模型,通过测试吸振器固有频率以选用合适的吸振器。同时,对副车架进行振动传递函数(vibration transfer function,简称VTF)测试,以确定吸振器的安装位置,并通过试验验证了该方案的有效性。研究结果表明,副车架在增加吸振器优化后,能够将后排212 Hz的峰值噪声降低4 dB,在232 Hz降低6 dB,同时在200~250 Hz频带内平均降低了3 dB,能够起到良好的降噪效果。该方案为汽车振动噪声控制提供了一种工程化解决思路。

轿车后排鼓音的优化改进

首先介绍传递函数理论,提出一种基于振动传递函数的方法分析后扭力梁的振动传递特性,使其避开峰值频率来改善后排噪声问题。以某紧凑型轿车为例,通过实验测试发现其存在后排鼓音问题,利用CAE分析方法找到产生的原因,提出几种后扭力梁纵臂加粗优化方案来解决该问题,通过分析后扭力梁的振动传递函数并加以实验验证,最终确实定优化方案,较好解决后排鼓音问题。

汽车座椅抖动及安全带固定点强度改善研究

针对某商用车座椅与车身匹配在整车道路试验中出现的座椅抖动及安全带固定点试验中强度不足的问题,首先利用台架扫频试验分析得出了座椅靠背的振动特性;其次建立整车有限元模型进行振动传递函数(VTF)分析,通过比较仿真与试验结果验证了模型的精度,并采用振动传递路径分析方法找出了引起振幅过大的传递路径为右前悬架激励→地板安装孔Z向→座椅滑轨Z向→座椅靠背X向,进一步借助传递函数分析间接地预测出最终的响应;再次采用受力路径分析方法对安全带固定点试验进行仿真分析,得出安全带固定点力学性能薄弱位置为地板;最后提出了座椅地板结构加强方案,改进后的座椅振动峰值降低了67%,主观评价抖动现象消除;并且该方案在安全带固定点强度试验中增强效果较明显,改进后靠背前向位移减小146 mm,未超过RC平面,试验结果满足法规要求。

激光切割机横梁多工况多目标动力学拓扑优化

首先,以激光切割机伺服电机为振动激励源、激光头振动响应为加工精度评价参数,建立了振动系统仿真模型。接着,采用原点动刚度和振动传递函数评价方法,计算了多工况下激光头振动响应。然后,提出了一种多工况多目标动力学拓扑优化方法,在控制质量的前提下优化了横梁减重孔分布。最后,通过对比分析原横梁结构、横梁无减重孔和优化减重孔3种模型在多工况下的激光头振动响应获知:采用该多工况多目标动力学拓扑优化方法可合理优化横梁减重孔分布,是减小激光头振动响应、提高加工精度的一种有效措施。上述研究成果不但可为激光切割机频域动态力学性能分析提供参考,而且可为伺服电机与激光切割机结构性能匹配设计提供指导,具有良好的工程应用价值。

某中型载货车驾驶室异常共振的试验研究

针对某中型载货车在35km/h^40km/h车速附近出现的驾驶室异常共振问题,进行了道路试验,采集驾驶室内与驾驶室悬置周边位置处的振动加速度信号。通过驾驶员总加权加速度均方根值对载货车的乘坐舒适性进行了客观评价,结果表明驾驶室振动异常,乘坐舒适性能很差:通过悬架、驾驶室悬置传递函数的计算与分析,发现驾驶室后左悬置对车桥传递至驾驶室的低频振动起到极大的放大作用,是驾驶室内产生异常共振的主要原因。更换驾驶室后左悬置后,该车速段内的异常共振问题已消除。

基于某SUV排气系统吊钩位置优化

在某运动型多用途汽车(SUV)车型开发工程设计阶段,进行整车振动传递函数分析并与设计目标对比,发现传递函数在若干频率点幅值大幅超出。针对驾驶员座椅导轨处振动幅值超出问题,结合模态分析和工况变形模式法诊断出车身振动的主要传递路径为排气系统及吊钩。考虑到变更排气系统结构会大幅增加成本,因此采用平均驱动自由度位移法优化吊钩位置,削弱吊钩传递路径引起的车内振动。结果表明:改进后的排气系统吊钩对车内驾驶员座椅导轨振动的影响明显减弱且达到设计目标。