基于振速法和1/3倍频程谱的座椅噪声评定系统研究

国内汽车座椅噪声检测主要是在环境噪音不超过30dB左右的消声室中采用声级计进行检测,其建设成本高、检测效率低,不适宜工业现场生产。文章基于振速法获取噪声数据,该方法测试时可避免工业生产现场的背景声和反射声干扰。通过1/3倍频程谱方法缩小频率分析范围,并对各个频带的声功率级进行叠加处理后进行分析评定。系统硬件由成本较低的加速度传感器、电荷放大器、数据采集卡和上位机等部分搭建,经测试证明该系统运行效率高、监测评定数据可靠。该在线监测评定系统提升了汽车制造企业生产效率、降低生产成本、提升汽车制造性能,可广泛推广到汽车生产企业制造生产线中。

噪声1/3倍频程计权声级算法

提出一种基于FFT谱分解进行噪声倍频程谱分析和插值法求计权声级的算法,以解决传统1/3倍频程谱分析和计权声级算法复杂且精度不高的问题.深入分析了基于FFT频谱求1/3倍频程谱、噪声频谱幅值还原成实际声压值和通过加窗FFT减少幅值误差的方法,研究了计权网络的插值应用方法,并对总声压级求取过程中的易错点进行了剖析.噪声分析试验结果验证了所提出的算法具有精度高、速度快等特性.

基于1/3倍频程与传递函数方法的地铁轨道振动规律实验对比研究

为了完善现有地铁轨道振动测试评价体系的不足之处,从而更全面地研究地铁轨道的振动传递特性。首先利用加速度传感器,以某地铁线路的减振道床和普通整体道床轨道为研究对象进行振动测试,然后采用“1/3倍频程分析”对两者的钢轨、道床、隧道壁分频振级进行对比分析,最后采用“传递函数分析”方法对振动在钢轨、道床、隧道壁的传递过程进行了研究。研究表明:由于不同轨道结构的基础约束存在差异,减振道床的钢轨与道床的振动响应略大于普通整体道床,而隧道壁竖向的振动响应显著低于普通整体轨道,因此减振道床的减振效果主要体现于对列车垂向振动能量的耗散。“1/3倍频程分析”以及“传递函数分析”两者方法侧重点不同,两种方法互为补充,对于地铁轨道减振效果的分析与评估均具有十分重要的意义。通过引入“传递函数分析”对地铁轨道振动特性进行研究分析,可以更加全面地评估减振道床的减振效果。

隧洞爆破引起路堑高边坡振动的1/3倍频程实测分析

杭州淳安在建高速公路工点的左线为路堑、右线为隧洞,在隧洞洞内和路堑边坡上布置振动测点,实测了隧洞爆破开挖各回次下的振速响应。对实测振速数据进行1/3倍频程滤波,获得了各频段所对应的振速均方根值,通过对比洞内和边坡测点的1/3倍频程曲线,揭示了爆破振动由隧洞传至边坡过程中,能量在不同频带的变化规律。在此基础上,利用萨道夫斯基公式拟合了1/3倍频程各频带振速均方根值随单段装药量和爆心距的变化规律,获得了洞内和边坡测点的分频段场地系数K和衰减系数α。实验结果表明:低频振动分量由于激发了边坡的“鞭梢效应”而出现高程放大现象。

调节阀多测点空化诱导振动敏感性分析

针对调节阀阀体不同测点处对流道内空化敏感性存在差异问题,开展了不同测点处空化诱导振动的差异性研究和空化发展状态敏感程度分析。搭建了调节阀空化振动加速度信号采集试验平台,同步采集了多测点处调节阀空化诱导振动的加速度信号。提出了加速度级比率和重心频率两个表征参数,并利用1/3倍频程谱对调节阀空化振动信号频谱进行划分,最终得到对空化发展最敏感的频带和测点位置。结果表明:调节阀阀体同一表面测点振动信号呈现相似性,不同表面测点信号差异性较大,即调节阀振动信号表现为各向异性;空化状态的发展主要引起中心频率10000 Hz以上的频带振动强度增大,适合作为监测调节阀空化状态的特征频带。

3种轨道结构下地铁引起多层住宅室内振动模拟与实测

由于土体与建筑物之间是弱耦合,忽略土-结构之间相互作用,解决了隧道-土体-建筑物模型对建筑物振动一般只分析到20 Hz以下振动的问题。分析DTⅢ-2扣件、弹性支承块轨道结构及Vanguard扣件下室内振动结果,将数值模拟结果与实测结果进行对比,分析结果表明二者吻合较好。将实测VLzmax结果与GB/T 10070及DB31/740的限值进行比较,提出对于不同振动要求的地区应采取相应的作为减振措施的轨道结构。对不同轨道结构下多层住宅室内振动分析有助于轨道交通部门采取合理减振措施来降低室内振动带来的影响。

电子厂房防微振响应分析及优化研究

电子工业厂房对防微振的要求十分严格,基于重庆市某晶圆生产厂房结构,通过SAP2000建模计算,对该结构进行了模态分析,采用国际通用的VC(Vibration Criteria)标准,进行了该结构基于环境振动激励下的微振响应分析;通过改变结构中板厚、梁高、柱截面,设计了除原结构外的9个算例,针对算例的微振响应和经济性进行计算分析,研究了结构布置中构件设计对结构微振响应的影响规律。分析结果表明:1)该结构满足微振控制要求并在经济性上有优化余地;2)在结构构件设计中,对结构微振响应改变率而言,板厚影响最大,梁高次之,柱截面最小;3)结合经济因素,通过改变梁高改善结构抗微振能力的效果最好,板厚次之,柱截面最差。研究结果对此类结构设计时可以提出合理的设计建议并具有良好的工程实践价值。

精密工程拟建场地微振动响应测试与评价

微振动的控制对保证精密工程结构中产品质量具有十分重要的意义,为调查拟建芯片厂房工程结构建设用地的微振动特性,对工程的选址与结构设计提供建设性意见,利用精密微振动测试设备及分析系统对拟建场地的微振动进行检测,从时域上分析了振动的衰减特性与峰值水平,从频域上基于1/3倍频程分析方法对振动的平均水平及最大能量时段对应的振动幅值进行分析评价。测试与分析结果表明:拟建地块多数测点的素地微振动平均水平未达到VC-G,少数测点振动处于VC-G~VC-F之间;最大能量时段对应的振动幅值多数测点未达到VC-D,少数测点振动处于VC-D~VC-C之间;满足整体VC-C、局部VC-D的微振动控制要求;车行激励1~10Hz的频率区段对拟建场地的微振动影响较大,规划设计时应予以重点考虑。测试分析结果对拟建工程及其他精密工程结构的选址和防微振设计具有较强的参考意义。

曲线段地铁运行对某体育馆振动影响预测分析

为了解曲线段下普通整体道床和钢弹簧浮置板道床对既有建筑物内楼板位置振动影响情况,对后期同类项目地铁线路规划提供指导参考。以郑州地铁7号线下穿某体育馆项目为背景,首先对体育馆内部振动评估点位置与外部地面进行同步背景振动测试,将各测点进行1/3倍频程频谱分析,分析体育馆内、外的传递规律。其次,结合已通车的同类地铁线路进行振源模拟测试,对隧道壁及地面位置进行1/3倍频程频谱分析,分析不同道床形式下地铁列车振动源强数据以及土体模型仿真计算校核参数。再次,建立有限元模型计算不同道床形式下地面振动速度响应。最后,结合体育馆内、外传递规律,预估地铁通车后体育馆内评估点位置振动响应。研究表明:若采用普通整体道床,地面位置水平向振动速度响应峰值在63 Hz达到0.03 mm/s,传递至体育馆内顶层楼面处会放大至4.50 mm/s,超过其控制标准2.50 mm/s的限制,若采用钢弹簧浮置板道床,竖直向最大振动速度峰值为0.04 mm/s,水平向为1.36 mm/s,均满足体育馆振动控制标准。

地铁引起的振动对框架结构的影响及隔振研究-以某教学楼为例

地铁振动对多高层框架结构有一定影响,以广州某教学楼为例进行了研究。首先测量了建筑场地的环境振动,发现场地z向振级大于水平振级,并超出限值要求;将场地最不利加速度时程作为一致激励进行了上部结构的振动响应分析,结果表明3.15-31.5 Hz频段的振动被放大,结构的z向振级逐层增大;对教学楼基底设置钢弹簧隔振装置后,分析结果表明该措施可有效降低23%的地铁振动,并满足限值要求。

地铁引起建筑物振动评价量及限值实测与探讨

通过对临近地铁中心线30 m以内居民住宅内进行的室内振动实测结果统计,分析室内振动的主要频率、VLmax与VLzmax分布,并对VLmax与VLzmax大小进行了比较,探讨了我国现行的不同标准关于室内振动标准限值高低及使用的评价量存在的不足。提出了在评价地铁引起建筑物室内振动时,应考虑行车密度的影响的建议。

轨面不平顺对高架支承块轨道结构振动特性影响试验研究

针对轨面不平顺对高架支承块轨道结构振动特性的影响进行现场试验,分别从时域和频域对比分析不同轨面不平顺状态下轨道结构的振动响应,重点考虑10～1 000Hz频率范围内的振动。分析结果表明:轮轨冲击力和轨道结构振动加速度幅值随轨面不平顺幅值的增加而增大,同时也受到轨面不平顺类型和波长分布的影响;轨面不平顺引起的钢轨振动频率主要分布在50～1 000Hz的范围内,承轨台、桥面板垂向振动频率分布在40～200Hz的范围内,轨面不平顺的波长分布是影响轨道结构振动频率分布特性的主要因素之一;降低谐波型轨面不平顺幅值0.2mm,可以减小钢轨垂向振动水平14.1dB。建议将轨面不平顺谱加入轨道质量的评价指标中。

列车运行引起高架桥群桩基础地面振动分析

采用半解析数值方法分析列车运行引起高架桥群桩基础地面振动,研究合理设计桩基减小地面振动。半解析数值模型包括列车–轨道模型、高架桥模型、群桩模型。列车轨道模型中采用多质点弹簧–阻尼模型模拟列车,采用美国功率谱描述轨道随机不平顺,使用Euler梁模拟钢轨,采用Hertzian非线性公式描述轮轨接触,采用振型分解法求解轮轨作用力。铁路高架桥采用弹性支座简支梁模拟,采用传递系数矩阵和群桩影响因子分析桥墩下群桩的动力阻抗,根据桥墩的动力平衡方程求得桥墩–地基相互作用力,采用Green函数求得弹性半空间地面振动。研究铁路高架桥下群桩参数对地面振动的影响,分析不同桩长、桩直径、桩间距和轨道不平顺条件下地面振动速度1/3倍频程的大小。结果表明:轨道不平顺对桥墩作用力有较大影响,对小于6 Hz的地面振动影响较小,对大于6 Hz的地面振动影响较大。合适调整桥梁跨度与车速组合可减小地面振动。车速小于260 km/h时,桩径对地面振动影响较小;车速大于260 km/h时,增加桩径可减小地面振动。适当增加桩间距可避开振动增大区、减小地面振动随车速的增加。合理设计桩长可减小地面振动的增大区域。

铁路环境振动实时监测分析系统开发

基于LabVIEW平台及NI(美国国家仪器公司)相关硬件设备CompactRIO9075、NI 9234等,开发了铁路环境振动实时监测分析系统。该系统实现了振动加速度数据采集与1/3倍频程和Z振级实时分析、数据传送、监控中心实时显示、数据储存及共享等基本功能。1/3倍频程频谱分析和Z振级是振动检测中的重要项目,本系统利用LabVIEW程序和相关硬件设备采集加速度的同时,将采集数据实时转换为1/3倍频程谱和Z振级并实时显示。通过将本监测分析系统与德国DIC24数据采集仪采集的振动加速度对比,验证了本系统的可靠性。

海洋环境噪声数据处理及时空特性研究

海洋环境噪声是水声信道中的一种干扰背景场,限制水声设备性能发挥。针对这一问题,文中对实测海洋环境噪声数据进行数据处理得到1/3倍频程结果,并进行适当的时空特性研究,得到该研究海区的整体环境噪声水平,可以为水声设备的设计应用提供必要的依据,也为更广泛的海洋环境噪声数据的分析和应用奠定了重要基础。

车辆-轨道耦合作用下桥上减振双块式无砟轨道减振性能研究

基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立高速铁路车辆-轨道-桥梁耦合模型,采用有限元法,分别研究双块式无砟轨道结构中减振垫对轨道和桥梁时域、频域动力性能的影响,并研究其减振效果。研究结果表明:在时域内,减振双块式无砟轨道使钢轨、道床板的竖向位移增加,并且使道床板梁端竖向位移显著增加;使钢轨、道床板竖向加速度增加,使桥梁跨中竖向加速度明显减小。在频域内,减振双块式无砟轨道使桥梁加速度振级减小5 d B,减振效果良好,并且在10~40 Hz频率范围内减振效果最明显。然而,道床板加速度振级增加了8 d B。减振垫使振动能量更多地滞留在道床板内,对道床板的正常使用不利。

高架候车厅车致振动特性及减振控制研究

为评估某火车站高架候车厅结构车致振动特性及振动对于舒适度的影响,采用振动测试的方法对列车经过时该候车厅不同部位的振动进行现场实测。基于实测数据及数值模拟分析对比,得到该火车站结构不同部位对车致振动的响应特征,在此基础上结合国家标准进行舒适度评估;通过1/3倍频程谱分析,研究结构不同部位各频带范围的加速度振动级。对于加速度振动级超出标准限值的工况,采用数值模拟的方法进行多重调谐质量阻尼器减振系统的设计。结果表明:重载货运列车过站时,火车站高架候车厅的车致振动最大加速度振动极易超过75 dB的标准限值从而对舒适度产生影响;在对该车站的研究中,通过对减振系统的优化设计,阐明明合理设计的多重调谐质量阻尼器系统可以有效降低候车厅的振动响应,其振动加速度最大降幅达到73.9%,振动加速度级最大减值为19.9 dB。

煤矿全液压动力头式钻机振动测试与分析

为研究煤矿井下液压钻机的振动特性,指导钻机优化设计和状态监测,以ZDY6500LQ型全液压动力头式钻机为研究对象,进行了整机振动测试与分析。根据钻机工作原理得出主要激振源,以低速高转矩运行状态为例,计算了该状态主要部件激振频率。基于振动测试原理,确定了试验方案,结合钻机综合性能检测平台搭建了振动测试系统。在空载、低速高转矩和高速低转矩3种工作状态下对钻机的8个主要位置进行了振动测试。应用频域分析方法,将测试数据转化为对应频谱,分析了低速高转矩状态下主要激振源引起的钻机振动特性;应用1/3倍频程方法,对比分析了3种工作状态下钻机8个测点位置的振动总量,以及前后、左右、上下3个方向加速度均方根值的变化规律。结果表明:钻机在低速高转矩状态下,动力头减速箱和泵站柱塞泵是最大激振源;振动频率高于100 Hz时,对钻机整机振动影响较大。在钻机动力头位置,低速高转矩负载使减速器箱体振动总量较空载减少3.11%~7.27%,高速低转矩状态下振动总量较空载增加5~6倍;除动力头外,钻机空载状态下各测点振动最小,拖板、导轨、卡板振动与负载成正相关,低速高转矩状态下振动总量是空载状态的2~5倍;钻机在低速高转矩状态下整机有效功率大于50%,能耗较低。研究结果为优化钻机结构,提升钻探施工安全及可靠性提供了参考。

交通荷载诱发振动传播规律和减振控制

为探究钢轨弹性包覆材料对减小轻轨电车诱发地面环境振动的效果,在采用适合的列车移动荷载模拟方法和合理设置模型参数后,运用ANSYS有限元分析软件建立不同工况下的轨道-地基土结构三维模型,分析在模拟环境下轻轨电车以30 km/h运行产生的环境振动,进行时域分析、竖向振级分析和1/3倍频程分析,并与实测数据进行对比。结果表明:关于列车移动荷载模拟方法,实测分析法获得的模拟数据更贴近实测值;在距轨道中心线8 m内双块式钢轨包覆材料的减振效果最好,当距离超过8 m后不同钢轨包覆材料的减振效果不明显;钢轨弹性包覆材料对于抑制低频环境振动有较好的效果,对于抑制高频振动效果较差,截面形状对于材料的减振性能有较大影响。

轨面短波不平顺时域反演算法研究

轨面短波不平顺对轮轨噪声、车辆轨道各部件的动力学破坏作用巨大,为得到其具有代表性的时域波形,并进一步研究轮轨振动噪声和轨面状态仿真分析提供基础,提出一种基于轨面粗糙度水平谱反演短波不平顺时域波形的算法。由于反演过程中相位的随机性,使该算法在保证代表性的同时又具备一定随机性。在此基础上,用该算法实现了ISO3095标准谱与上海轨道交通实测谱的反演,结果表明反演算法可行且正确,反演得到的轨面短波不平顺时域波形可作为轮轨动力学仿真模型的激励输入,也可为预测轨面不平顺发展提供初始数据。