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欧宝苹果手机下载:时域TPA(传递路径分析)特点及案列分析
发布时间:2022-07-28 18:51 来源:欧宝app官网 作者:欧宝APP下载地址

  传递路径分析(Transfer path analysis)可对复杂结构的振动噪声源及传递路径进行分解和排序,精准找到振动或噪声问题的根源,可应用于整车开发的整个流程中。

  下图为汽车行业的典型TPA案例,发动机作为激励源,通过多条空气、结构路径,最终传到车内的座椅和驾驶员耳朵。

  目前主流整车厂及部分零部件厂商已能较好的使用TPA,如寻找升转速过程中booming噪声的根源路径。但由于目前客户对整车NVH噪声提出了更高的要求,整车厂及零部件厂商对TPA有了更多的需求:

  TPA有频域和时域两种算法。频域TPA所有算法和结果都是频域的,即用工作载荷的频谱乘以传递函数,得到该条路径的贡献量也是频域的。时域TPA用工作载荷的时域时间与传递函数的逆FFT做卷积,得到该条路径的贡献量也是时域的。

  频域TPA在计算工况数据的频谱过程中,会使用平均化处理,因而使其使用条件受到限制,如不适用于瞬态工况。而时域TPA则没有此方面的限制。二者的对比如下图所示。

  较频域TPA,时域TPA可使用于瞬变工况,且各条路径都是时域的数据,故可回放及声品质分析。时域TPA计算量要稍大些,但目前市场的大部分电脑都已能满足其计算要求。为此,HEAD acoustics的BTPA解决方案都是基于时域的,因此可以胜任更多的使用工况。

  HEAD acoustics的Progno[i]se是基于时域的TPA分析软件,其鲜明的特点,使其广泛应用于各大主机厂,尤其是在欧洲,国内也有多个客户在使用,如中汽研、北汽、长安、长城等。

  得益于其时域TPA的算法,使Progno[i]se适用于各种瞬态工况,如分析发动机启动时的噪声和抖动,tip-in时的rattle noise,传动系齿轮啮合发生的瞬态声音—clunk noise等等。

  为更直观的判断噪声是哪条路径传过来的,Progno[i]se可聆听分解出的各条路径。且车内噪声是通过人工头测试的,可实现高保真的双耳回放。

  对于常见问题,可凭借经验直接看图找出问题路径;但对于不常见的问题或新手而言,双耳回放各条路径,将助您更直观、快速的找到问题。

  用TPA分析出主要的贡献路径后,难点将转移到改进措施。理想的改进方案是将主要的几条路径都改掉,但有些路径很难改动或代价较高,如果选择改进方案是个很大的难点。

  为提高效率,Progno[i]se提供虚拟改进并可回放车内声音,在做真实改进方案前,对比各种改进方案的效果,并结合实施的难易程度,做出最终的改进方案。如下文案例分析中的电动车whine noise,就是先虚拟改进,根据效果做出最终的方案。

  要预测新部件或对标部件装车后的效果,但实际装车费时费力,HEAD acoustics的Progno[i]se可基于原车的TPA结果,结合欲更换部件(如发动机)的仿真数据,查看更换该结构后,该车的振动、噪声水平。

  如下图为欲知更换另一款发动机后车内的噪声水平,首先对原车进行TPA分析,再将发动机部分用仿真数据替换,即可获得更换发动机后的车内噪声水平。

  某三缸机,在多个工况时,尤其是常用的低负载工况,会产生booming noise。针对此问题,进行BTPA的分析,寻找根源。

  BTPA分析的结果如下,可以看出,空气声和结构声对Booming都有贡献,进一步细分:

  对于空气声中排气系统的贡献,可以加装或改进消音器来改善。对于传动轴和悬置传递的结构声,需要进一步分解路径进行排查。

  如针对悬置的贡献,进一步分解到三个悬置的贡献,发现Torque mount贡献较大,进一步细分到Torque mount的X、Y、Z向,发现X向贡献较大。通过进一步查看传递函数和悬置传递特性(无需台架测试,可直接由HEAD acoustics的EMTF算法获得),发现传递函数和悬置的X向传递特性在该频率段都有峰值存在,故可从两方面下手进行改进。

  某电动车加速时存在Whine noise,通过BTPA分析可以看出,结构声和空气声中有多条路径都有贡献,若对每一条路径都更改,将会造成较高的成本,且费时费力。

  为此,HEAD acoustics的BTPA支持虚拟改进,即通过滤波功能,改进某条路径并回放。根据改进效果及实际改进的成本、难度等,做出最终的方案。

  如本案例中,分别比较了优化空气声、空气声+传动轴、空气声+传动轴+悬置,发现优化空气声会有较大改进,改进后的效果可以接收,而改进传动轴和悬置成本较高,故最终选择的方案为改进电机的声学包装。

  针对路噪和风噪等不相关的噪声源快速分离,HEAD acoustics的提供OTPA分析方法,可以快速分离路噪、风噪、动力总成噪声。

  对于路噪,若想进一步细分,如细分到各轮控制臂的衬套,此时OTPA则不适用,需要使用BTPA来完成。

  如下是对某款车的关门声做BTPA分析,可以将关门声的传递路径分解到密封条、门闩等结构,也可对各个路径的贡献量做进一步的声品质分析。

  传递路径分析是系统解决系统振动、异响问题的理想方案,HEAD acoustics的BTPA为时域TPA算法,不仅适用于包含瞬态在内的多种工况,还可回放各条路径。BTPA还可用仿真或台架数据替换掉某部件,预测更换部件后的噪声或振动水平。HEAD acoustics除了有强大的TPA分析软件Progno[i]se,其咨询团队在TPA方面也有丰富的经验,可以为您提供优质的服务。

  海德声科(HEAD acoustics China)是全球领先的声学解决方案及声音与振动分析领域供应商HEAD acoustics GmbH在中国设立的子公司。HEAD acoustics凭借其在声学领域的专业性和相关软硬件研发的先驱地位,在NVH、声学和语音音频质量的测量、分析和优化领域广受赞誉。其产品和服务广泛用于汽车、电信,IT设备、办公用品和家电行业的制造商和研究机构,以及在声音环保领域的企业与院所等。

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