NVH測試速度還是NVH測試精度?
“另一方面,只利用響應數據的TPA方法是有風(fēng)險的、不可靠的,”Gielen指出,“不同測點(diǎn)的加速度之間可能存在耦合,從而丟棄一些連接點(diǎn)的測量值。此外,傳遞率會(huì )隨物理載荷施加位置的不同發(fā)生顯著(zhù)的變化。因此,僅利用響應數據的TPA遠沒(méi)有常規TPA精確,并且個(gè)別的振動(dòng)路徑經(jīng)常被錯誤地識別為關(guān)鍵路徑,或被完全忽略?!?
工作路徑分析方法的最大缺點(diǎn)是:它不能像常規TPA一樣進(jìn)行假設路徑的分析,來(lái)發(fā)現合適的噪聲解決方案。而是必須修改個(gè)別的部件、懸置以及車(chē)上的剛性連接,并進(jìn)一步測試直至找到解決方案(如果該解決方案存在)。因此,盡管單次工作路徑測試本身僅需要一天時(shí)間,而所需的多種樣車(chē)循環(huán)在一些情況中則要花費數月完成,且從一開(kāi)始就受虛假辨識結果的困擾。
表格總覽方便用戶(hù)觀(guān)察為不同載荷識別方法設定的數據組的完整性,
且便于將計算出的載荷與源數據組放在一起驗證。
為了解決上述兩種方法的局限,LMS 國際公司創(chuàng )新性地開(kāi)發(fā)了LMS Test.Lab OPAX方法——其精度與常規的TPA方法相當,并且計算效率與僅利用響應數據的TPA方法相媲美。
“OPAX方法的精度比工作路徑分析(OPA)要高,因為與常規TPA方法一樣,OPAX使用NTF和物理載荷來(lái)評估單個(gè)振動(dòng)路徑,能精確識別NVH問(wèn)題的根源,”Gielen解釋到,“同樣,工程師也可以利用OPAX方法提供的NTF和載荷,研究NVH問(wèn)題的可能解決方案——通過(guò)在CAE軟件中修改部件特征來(lái)實(shí)現?!?
然而,與常規的TPA不同,OPAX方法可以在不改變車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機和懸置位置的情況下進(jìn)行NTF測量。該方法使用互易原理進(jìn)行測量,例如通過(guò)揚聲器激勵目標結構,測量安裝在發(fā)動(dòng)機上的多組振動(dòng)傳感器及發(fā)動(dòng)機周?chē)柠溈孙L(fēng)的響應。
正如只利用響應數據的TPA方法,這些測量值可以直接在工作測試完成后得到,于是幾乎不影響所需的總時(shí)間。同時(shí),使用OPAX無(wú)需提供懸置剛度,它可以完全從軟件模型中計算出來(lái)。所謂的頻帶估算模型主要用于表示結構剛性連接(如螺栓連接或焊接);而對于柔性懸置,例如橡膠襯套則用單自由度(SDOF)模型表示。
Gielen說(shuō):“由于懸置剛度包含在OPAX計算過(guò)程中而不需要單獨獲得,且所有的測量都不需要移除車(chē)內的發(fā)動(dòng)機和懸置,OPAX與工作傳遞路徑方法花費的時(shí)間幾乎相同:大約為一天?!?
OPAX并不意在取代常規的TPA方法。在評估零部件級而非整個(gè)系統的噪聲和振動(dòng)性能時(shí),常規TPA仍是唯一的選擇。同時(shí),在關(guān)鍵空間(如車(chē)輛乘員艙或機器封閉件)的面板聲輻射研究中,常規TPA是迄今為止進(jìn)行聲源量化的是最精確的方法。
使用參數化模型和頻響函數(FRF),
LMSOPAX明顯地加速車(chē)輛車(chē)廂內聲學(xué)和振動(dòng)現象各自的溯源過(guò)程。
為將OPAX與其它的方法進(jìn)行基準測試對比,LMS 國際公司在Kia Motors使用這種方法對某6缸4升發(fā)動(dòng)機車(chē)輛節氣門(mén)全開(kāi)工況下的280Hz轟鳴噪聲進(jìn)行了研究。在此之前,另一家公司使用只利用響應數據的OPA方法在降低噪聲水平方面的嘗試并不成功;他們使用該方法進(jìn)行了了歷時(shí)四個(gè)月的三輪優(yōu)化循環(huán)后,建議Kia重新設計發(fā)動(dòng)機,但此方案不可行,因為它可能延遲車(chē)輛的發(fā)布日期,造成高昂的代價(jià)。所以,最終韓國車(chē)輛制造商請LMS工程師來(lái)解決問(wèn)題。
在使用OPAX 解決上述噪聲問(wèn)題時(shí),LMS工程師在駕駛艙內(駕駛員右耳噪聲最顯著(zhù)的位置)放置了兩個(gè)揚聲器,且用八個(gè)振動(dòng)傳感器和六個(gè)麥克風(fēng)測量了發(fā)動(dòng)機機殼下的響應。
彩色圖結果給出了各結構以及空氣傳聲路徑的貢獻——清晰的顯示了噪聲源的罪魁禍首——發(fā)動(dòng)機三次諧振導致的發(fā)動(dòng)機機殼下的聲共振,而先前工作TPA測試無(wú)法識別出來(lái)。利用OPAX僅通過(guò)一天時(shí)間的單次試驗,就直接識別出了問(wèn)題所在,這使得Kia工程師們非常驚訝。
果不其然,通過(guò)對樣車(chē)進(jìn)行簡(jiǎn)單的調整,轟鳴噪聲被完全消除。最終,Kia在他們的車(chē)上實(shí)施了這種相對節約成本的修改方案。
“利用LMS Test.Lab OPAX進(jìn)行的基準測試工作極為有效,”Kia功能測試三組的NVH經(jīng)理Ji Hyeon Ki博士說(shuō),“基于測量值和初始分析,基本問(wèn)題變得很清晰。我們甚至能早在詳細分析結果完成之前提出解決方案、修改樣機?!?end)
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