Transfer Path Analysis Procedures传递路径分析(TPA)的过程

Transfer Path Analysis Procedures
传递路径分析(TPA)的过程 1 试验前准备
传递路径分析(TPA)可用于发动机和路面噪声的分析。首先检查问题是什么。简单 地测量一下目标点的振动和噪声,理解问题的本质。然后选择振源(通常是发动机的 悬置),鉴别所有可能的从振源到驾驶员的能量传递路径。传递路径分析是在系统边 界点进行的(如发动机悬置,或悬架的支座)。 1.1

数据要求

开始试验前准备一个系统试验图,列出所有测量点。建议使用下列命名规则: body:点号:方向――车身一侧的测量都用部件名“body” engi:点号:方向――发动机一侧的测量都用部件名“engi” susp:点号:方向――悬架一侧的测量都用部件名“susp” 在发动机支点位置的振源和车身两侧使用同样的点号,但部件名不同。 在目标位置的测量,请使用不同的部件名,如“seat:0000“+Z”或对于方向盘 “ster:9999:+X”。这样在大型试验中容易找到目标数据。麦克风信号可以用方向 “S”。 所有数据可以保存在 Cada-X 的一个或多个不同项目中。把运行数据,频响函数和悬置 刚度放在不同的试验中。 1.2

正确实施

传递路径分析生成大量的数据,在开始测量之前制定一个好计划非常重要。 所有的传递路径问题都可能是不一样的。本文档给出了在货车或箱式车上作典型的发 动机和路面的传递路径分析的实施过程。因为不可能写出精确的试验指导书,所以为 了得到好的结果,理解测量得到的信息并尝试不同的方法是很重要的。 另外,有两本 TPA 理论和实践手册,在线帮助也提供了软件操作过程。

2 运行数据测量
2.1

数据要求:

悬置刚度方法: 所有支座两侧的加速度,目标信号 逆矩阵方法: 所有支座车身一侧的加速度,加上车身上等量的附加点。附加点不应靠近 力作用点,但也不要太远。大约离力作用点 20 至 40 厘米是合适的做法。 2.2

准备

将麦克风和加速度计安装到车上。在振源上放一个参考加速度计(可以是一个方 向)。如果测量发动机,最好在发动机本体的垂向放置参考点。对于悬架,每个轮上 都设置参考点。参考信号必须是前端的第一个通道。接着是目标信号(麦克风或加速 度),再往后是其它的加速度计。当测量悬置两边的信号时,必须同时测量振源一边 和车身一边。如果做发动机升速,应当接入转速计信号至前端的 PDT 模块。 仔细测量目标传感器的位置并作记录,以便在同一位置测量传递函数。用画笔把所有 其它测点在车上作标记,包括其名字。 对于稳态数据,用 Cada-X FMON 的直通采集;对于发动机升速,用 Test Lab。 2.3

进行测量
1. 输入所有传感器的标定值,用 m/s2。点击进入 “channel identification”检查前端 的耦合方式设置,ICP或AC。 2. 设定采样频率:大于两倍的分析频率。多数问题可以用 2048 Hz。 3. 将车辆预热至稳定的温度和工况。关闭所有附件,收音机等,并确保车窗关 紧。 4. 进行前端放大器自动调整量程(Autorange)操作。在单转速或车速时用 “stationary”,作发动机升速时用 “transient”。如果信号变化大,常将“overhead” 设为 9dB or 12 dB。 5. 使用自动调整量程的“verify”检查前端的过载。观察前端和软件界面的指示灯。 6. 检查自动调整量程增益情况,用预览preview确保所有传感器工作正常。观察预 览中数据的峰值,典型的数值范围是 1 至 100m/s2。 7. 采集三遍数据,不同工况用不同的 TDF 文件名,不同工况和运行流水号对应不 同的作业名 (idle_1, idle_2, …)。通常等速工况测量 20 至 30 秒的数据,所有工 况都照此进行。 8. 用 Time Data Processing Monitor / Strip Chart Display 检查时域数据,或者使用 FMON Throughput Acquisition 的“Overview”功能。确保所有时间信号具有真实 幅值,没有毛刺或断线。对于等速试验保证在记录长度上幅值不变。【检查时 域数据用 Time Data Processing Monitor:Cada-X 主界面// Test// Time data processing monitor。在 Time data processing monitor 界面:Options// Trace list。 在 Trace list 界面:File// Select TDF…// Open。在 Recording list 界面:选择数据

后点 Open,选中的项就出现在 Trace list 界面上。在 Trace list 界面,选择数据 后点 Trace// Strip chart display,出现 Strip chart display 窗口,点左上角图标 “Add overview window”即显示数据图,点 Window// Arrange All 显示全部图 线。】 9. 处理数据用 Cada-X FMON Throughput Processing or Test Lab。进行如下处理: 在 Cada-X 主界面,Test// Fourier monitor。在 Fourier monitor 界面,ASM mode// Throughput processing monitor。 函数:频谱,在 “F(X)”按钮中开相位参考“Phase Reference”,确保相位参 考通道设为 “1”。这个通道数值与实际前端的通道数值可以不同。点击 进入 “Channel Identification”以验证相位参考通道数值。设幅值标尺为 “peak”。 加窗:Hanning, 幅值修正 amplitude correction。 触发 Trigger:自由运行 Free run。 块的大小 Block Size:通常 1 Hz 分辨率 resolution 是足够的(若采样频率 y = 2048,那么块的大小= 1024)。 平均:用重叠率 overlap 50%,最大平均数用下面的公式计算: (总时间 *频率分辩率/重叠率 – 1)。例如:总时间=20 秒,重叠率=50%,频率分 辩率=1 Hz。最大平均数是 20*1/0.5-1 = 39。 10. 将各次的结果加载内存,比较参考信号和目标信号的重复性。检查幅值和相 位。重复性在 3 dB 以内是好的。如果重复性不好,请监测温度和转速,并进行 控制。 11. 如果重复性好,就测量所有点。将传感器保持在参考点和目标点。每完成一轮 试验,处理频谱并检查参考点和目标点的重复性。如果重复性好,那么只需要 其中一套数据。每个工况用不同的 TDF 文件名,用作业 session ID 对应工况和 运行顺序号。应记录每一套测点和方向。***一定要两个人检查位置和方向*** 绝不允许发生错误。 12. 每测到一组数据,用 FMON Throughput Processing or Test Lab 处理。每次处理 时检查所有采集参数。把频谱保存在一个试验 test 中,把 USER_ID 设成与 SESSION_ID 相同。检查参考点和目标点的重复性。用 Static Display 检查频 谱。将显示坐标限设为 “Fixed”。 13. 得到完整的数据后,用 Running Mode Analysis 检查频谱。在低频时点是一起运 动的。检查错误的传感器方向。如果看起来不对,检查笔记和修正数据 (用 Sieve – Edit),或者重新测量。把 test 中的错误数据删除是好做法 (不是从 TDF). 【在 Cada-X 主界面,Analysis// Running modes。在 Running mode analysis 界 面,Test data// Sieve// Sift record headers…。在 Sift record headers 界面, Sifting field group 常设为“Definition fields”,Sifting field 可用以下几项筛 选数据:Function class,User identification,Primary identifier,Secondary identifier,但为了少出错,每一项都要看一下。然后 Load// Load 将数据调入 内存(用 Test data// List block headers 查看),所用数据类型是 frequency_spectr。 在 Running mode analysis 主界面,ASM mode// Running mode analysis,进入 Running mode analysis ASM 界面。】

3 传递函数 FRF 测量
3.1

准备

为了进行 FRF 测量,振源必须从车辆上拆除。根据问题本质的不同,振源可能包括发 动机,悬架,车桥,等等。路面传递路径分析总是要求把发动机和悬架都拆除。如果 悬架北拆除了,就把车用橡皮绳或气垫挂起,就像模态试验一样。如果拆下部件后车 身上出现了孔(如换档杆孔),那么用橡胶垫覆盖并绑紧。

3.2

数据要求

悬置刚度方法:必须测量从所有支座的车身一侧到目标信号的 FRF。 逆矩阵方法:必须测量所有支座的车身一侧到目标信号的 FRF,加上从所有支座到它 们本身和附加点的加速度的 FRF。 对于悬置刚度方法,TPA 不需要原点的 FRF。但是,我们推荐测量原点 FRF,以便检 查数据和理解支座到车身的局部刚度。 所有点的名字必须与运行测量时车身一侧点的名字完全一致。第一点号 PRIMARY_ID 必须是目标点名字 (例如: mic:0000:S),第二点号 SECONDARY_ID 应当是传递路径 的车身一侧的点的名字 (例如: body:1:+X).

3.3

进行测量
1. 使用 Cada-X FMON Impact Testing ASM,过程与模态试验相同。 2. 设置分析频率范围。频率分辩率应该与运行数据一样 (典型为 1 Hz 或更小)。 3. 垂头由频率范围决定,使用尽可能软的垂头 (大部分能力集中在低频段)。通常 带橡胶帽的塑料头是合适的。输入力的频谱在分析频带之外应衰减到 10dB。 4. 使用 2%的预触发延迟,力窗的百分比视锤击时域信号而定。触发量为 10%。 5. 自动调整量程时采用多次锤击,使用“stationary”方法。 6. 总是监测:力锤冲击的时域信号 (放大观察时间窗的 10%),力输入的自功率谱 (AP_i 和 AP_a),与目标信号的互功率谱。连击、力太大或太小的信号都不应接 受。 7. 至少要用 10 次平均。观察互功率谱,包括相位,搞清楚要多少次平均才能得到 稳定的测量结果。每个车都有可能不同。 8. 每测完一组,用 Static Display 检查所有的 FRF。在上窗口观察相干,下窗口观 察幅值/相位。图形的标尺要固定(fixed),观察适当的幅值。相干大多数应该 在 0.9 以上或更高。50Hz 以下的麦克风信号的相干不好是典型的。 9. 保存数据时给每组数据一个 USER_ID。

为了得到满意的锤击试验的 FRF 测量结果,更多的参考材料请看第六章的高级传递路 径分析课程,或第十一章的模态分析初步。

4 悬置刚度
为了得到准确的 TPA 结果,准确的悬置动刚度很重要。可以从悬置的供应商或专业测 量公司那里得到。LMS 也能同伙伴公司一起测量悬置的动刚度。 动刚度随频率变化,也随温度、预载和幅值而变化。悬置刚度应该在实际工况下测 量。务必包括刚度曲线的阻尼部分(虚部)。 4.1

数据要求
悬置至少应该在 250Hz 下测量。最好的试验机能到 500Hz。试验机的谐振会造成结 果不佳。检查刚度曲线看是否存在谐振。 用实际的预载(如:发动机质量/悬置数目)和激励幅值。从 TPA 运行测量的结果 可以知道相应的激励幅值(激励源一侧-车身一侧=悬置幅值)。 如果没有动刚度数据 ,那么指导值是(1.3×Static Stiffness=动刚度)。***不一定 总是准确*** 第二下标 SECONDARY_ID 应该与运行测量时激励源一侧的点的名字完全相同。 第一下标 PRIMARY_ID 应该与运行测量时车身一侧的点的名字完全相同。

悬置刚度可以存放在文件中(像 Excel 的表)或写在纸上。用 TPA->Wizards->Enter Mount 把悬置数据输入到软件。单位总是用 N/m。怎样使用 Mount stiffness wizard 的说 明书,参看 TPA 的在线帮助。 一个好的做法是,选择悬置刚度曲线的若干点输入到软件,得到平滑的曲线。如果悬 置刚度曲线显示试验机的谐振,必须消除(使用 block editor 得到平滑曲线)。

5 模型装配
5.1

建立模型

在装配 TPA 模型之前建议删除不需要的数据。运行数据、FRF 和悬置刚度的数据是分 几次测量的,并且放在不同的项目 project 中。建议在做 TPA 分析时建立一个新的 project,只拷贝必需的数据到与运行数据、FRF 和悬置刚度对应的 test 中。可以这样操 作:打开原始的 project,筛选 Sieve 数据调入内存,打开新的 project,创建新的 test, 保存 block。确保删除 TPA 不需要的数据。 (相干,互功率谱…). 要看 TPA 建模的过程,请看 Transfer Path Analysis Tutorial (Advanced Transfer Path Analysis notes, chapter 9), 或者看在线帮助。 为了不使 TPA 模型太大,检查“Calculation Table”中的 “select targets” 按钮,不选不重 要的目标 targets。 如果修改了数据库中的数据,请删除 TPA 模型,重建一个新的。 【在 Cada-X 主界面,(无需打开 project)Analysis// Transfer path analysis// Single reference,进入 Transfer path analysis 界面,然后 Model// Select,确认后出现 Edit data 窗口,分别对 Operational data,Transfer functions 和 Mount connections 进行 Edit。

Operationaldata: Transfer functions: Mount connections: 之后,还在 Transfer path analysis 界面,Process// Calculation table… 最后,Results display…。】 5.2

结果释义
1. 把测量目标结果与操作员的主观感觉比较,发现响应中的重要峰值位置。 2. 用彩图 Color Map, 百分比贡献图 Percentual Contribution, 和部分和发现对目标响 应关系大的路径。 3. 用部分和 Partial Sums 理解改变路径对总声(振)级的削减可能达到多少 (选择 所有路径,然后不选重要路径,看可能的最大改进)。 4. 用路径贡献 Path Contribution 分析重要路径。检查其原因: 因为激励大? 是 FRF 太高? 悬置起隔离作用吗?? 振源出现尖峰了吗? (也许是振源的谐振?)

用其它技术,如工作变形分析 Running Mode Analysis, 模态分析 Modal Analysis 进一步 研究高输入路径的原因。用模态分析或 CAE 工具模拟发动机/车身/悬置改进后目标振 动降低多少。


相关文档

Transfer Path Analysis Procedures传递路径分析(TPA)的过程---精品资料
TPA传递路径分析
基于LMS. TPA的摩托车后视镜振动传递路径分析与改进
传递路径分析法(TPA)进行车内噪声优化的应用研究
Technical note Vehicle interior noise source contribution and transfer path analysis.
Testing Moderating Effects in PLS Path Models An Illustration of Available Procedures
混合传递路径分析(TPA)方法的准确性验证
An Analysis of Empirical Testing for Modal Decision Procedures
Ev1967-Phylogenetic analysis models and estimation procedures
BBM公司讲座-传递路径分析- TPA-Res2
学霸百科
2926636文学网 29266361php网站 29266362jsp网站 29266363小说站 29266364算命网 29266365占卜网 29266366星座网 电脑版 | 学霸百科