[发明专利]一种结构振动传递函数的获取方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械振动噪声的技术领域，尤其是涉及一种结构振动传递函数的获取方法。

背景技术

机械系统的振动和噪声是由多个激励通过不同的传递路径抵达目标位置后叠加而成的。为了更好地诊断与优化振动和噪声，需要综合考虑各个激励和传递路径的情况，传递路径分析(TPA，Transfer Path Analysis)就是一个行之有效的方法。通过TPA可以找出对噪声和振动起主导作用的路径，通过控制和改进这些路径以使噪声和振动控制在预定的目标值内。TPA方法广泛应用于汽车，除此之外，还在潜艇、飞机、家用电器等其他复杂机械系统上有所应用。

TPA方法经过多年的实践与发展，传统TPA方法已经趋于成熟。作为最基础的TPA方法，传统TPA方法可以得到被测试系统的高水平与高质量的细节信息。

但传统TPA方法需要消耗大量的人力与时间，针对这一问题，快速TPA、多级TPA、OPA方法和OPAX方法被相继提出。基于试验的各种TPA方法可与CAE技术相结合，则产生了混合TPA方法。各种TPA方法的特点总结如表1所示。

表1

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构振动传递函数的获取方法，克服了传统TPA的不足，实现主动部件装配状态下的子结构特性识别，具有准确可行以及工程应用简便。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种结构振动传递函数的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在主动部件装配状态下，测量复杂机械系统的系统级传递函数；

(2)根据系统级传递函数估计子结构级传递函数和子结构间的耦合刚度。

所述的复杂机械系统包括子结构A、子结构B和耦合元件，所述的子结构A和子结构B通过耦合元件耦合连接。

在子结构A、子结构B以及子结构A、子结构B与耦合元件的耦合连接点上分别安装加速度传感器。

所述的系统级传递函数包括[H_s]_c(a)c(a)、[H_s]_c(b)c(a)、[H_s]_o(a)c(a)、[H_s]_c(b)c(b)、[H_s]_c(a)c(b)和[H_s]_c(a)i(b)。

所述的系统级传递函数中的[H_S]_c(a)c(a)、[H_S]_c(b)c(a)，[H_s]_o(a)c(a)的测量过程如下：

首先在子结构A与耦合元件耦合点激励；再采集激励的时域信号和所有传感器的加速度响应；然后将时域信号进行傅立叶变换获得频域信号，采用H₁估计方法估计[H_S]_c(a)c(a)、[H_S]_c(b)c(a)，[H_s]_o(a)c(a)：

[H_S]_c(a)c(a)＝G_aF/G_FF，式中G_aF是子结构A与耦合元件耦合点的响应{X}_c(a)和激励信号{F}_c(a)的互功率谱，G_FF是激励信号{F}_c(a)的自功率谱；

[H_S]_c(b)c(a)＝G_bF/G_FF，式中G_bF是子结构B与耦合元件耦合点的响应{X}_c(b)和激励信号{F}_c(a)的互功率谱，G_FF是激励信号{F}_c(a)的自功率谱；