汽制技術(shù)基礎(chǔ)方案

傳感器技術(shù)基礎(chǔ)05十二月2023傳感器技術(shù)基礎(chǔ)聲音振動(dòng)轉(zhuǎn)速車速要測(cè)試量05十二月2023NVH的基本概念NVH——Noise,Vibration,HarshnessNoise——噪聲主要分析頻率范圍：20Hz~5000Hz通過頻率特性、幅值和品質(zhì)來評(píng)價(jià)Vibration——振動(dòng)主要分析頻率范圍：0.5Hz~50Hz?通過頻率特性、幅值和方向來評(píng)價(jià)Harshness——？國(guó)內(nèi)有多種翻譯，如粗糙度、平順性等，但都不是很妥貼主要指的是由于振動(dòng)噪聲的綜合影響導(dǎo)致的粗糙、刺耳和不和諧的感覺主要與路面的激勵(lì)有關(guān)研究頻率范圍：低頻05十二月2023NVH優(yōu)化工作的重要意義滿足國(guó)家法規(guī)——關(guān)系到汽車產(chǎn)品能不能上市銷售滿足用戶需求——關(guān)系到汽車產(chǎn)品用戶買不買只要使用車就能感受到是汽車檔次的標(biāo)志性性能之一NVH性能是一個(gè)綜合性能，影響因素多而復(fù)雜，不能僅靠某個(gè)或某幾個(gè)零部件的優(yōu)良性能來實(shí)現(xiàn)05十二月2023NVH涉及的主要內(nèi)容車外噪聲車內(nèi)噪聲車內(nèi)振動(dòng)05十二月2023車外噪聲按照GB1495-2002的方法進(jìn)行測(cè)試，并且作為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行不同類型的車輛，執(zhí)行不同的標(biāo)準(zhǔn)，目前轎車執(zhí)行74dB(A)的限值 05十二月2023通過噪聲測(cè)試示意圖20m保持車速或轉(zhuǎn)速油門盡可能快地全開油門盡可能快地松開記錄最大噪聲值MicMic15m05十二月2023車外噪聲的影響因素發(fā)動(dòng)機(jī)本體噪聲機(jī)械噪聲燃燒噪聲附件噪聲進(jìn)氣系統(tǒng)噪聲排氣系統(tǒng)噪聲排氣口噪聲消聲器輻射噪聲輪胎噪聲05十二月2023車內(nèi)噪聲目前無(wú)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)要求以用戶滿意作為基本要求評(píng)價(jià)方法主觀評(píng)價(jià)客觀測(cè)試05十二月2023主觀評(píng)價(jià)怠速聲音大小與音質(zhì)各關(guān)鍵點(diǎn)的振動(dòng)能否接受加速聲音大小與音質(zhì)聲音增大是否平穩(wěn)，有沒有突出的峰值（轟鳴聲）勻速低速中速高速異響05十二月2023客觀測(cè)試車內(nèi)聲壓隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化(OverallLevelVS.RPM)加速減速一般選擇能覆蓋整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍的二檔進(jìn)行測(cè)試車內(nèi)聲品質(zhì)指標(biāo)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化語(yǔ)言清晰度尖銳度粗糙度車內(nèi)噪聲頻譜隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化(彩色圖,坎貝爾圖)勻速噪聲滑行噪聲120km/h以上開始，空檔滑行到20km/h，測(cè)試車內(nèi)噪聲隨車速的變化05十二月2023車內(nèi)振動(dòng)車內(nèi)關(guān)鍵部位的振動(dòng)主要部位：方向盤、換檔桿、儀表臺(tái)板、地板、后視鏡主要與發(fā)動(dòng)機(jī)隔振、部件結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性有關(guān)平順性指的是乘坐振動(dòng)特性按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算與懸架系統(tǒng)、車身模態(tài)、座椅等有關(guān)05十二月2023噪聲的描述噪聲是一種聲音，具有聲音的一切物理特性一切不需要的聲音都可認(rèn)為是噪聲物體的振動(dòng)是噪聲產(chǎn)生的根源，稱為聲源物體振動(dòng)時(shí)，引起了媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，并依靠媒質(zhì)傳播開來，形成能傳遞的機(jī)械波在空氣中，聲音的傳播體現(xiàn)為空氣壓力波的傳播可以用氣壓的變化來度量聲音的大小在理論上，可以用平面波和球面波兩種模型來研究聲音聲音的傳播實(shí)質(zhì)上是能量的傳播不能單靠隔的方式來處理噪聲問題，還要考慮讓聲能量能有通道轉(zhuǎn)換為其他能量形式聲波在傳播過程中，可以發(fā)生反射、折射、衍射和干涉等波傳播現(xiàn)象05十二月2023聲音的度量聲壓聲功率聲強(qiáng)聲品質(zhì)05十二月2023聲壓噪聲的大小用聲壓來度量，即由空氣壓力波動(dòng)的幅值來度量聲壓從可聽閾到痛閾，范圍很大，達(dá)到若干數(shù)量級(jí)，不便于比較通常用對(duì)數(shù)表示，稱為聲壓級(jí)（dB）Pe為聲壓，單位為PaP0=2×10-5Pa，為人耳對(duì)1000Hz空氣聲能感覺到的最低聲音。0dB就是2×10-5PaSPL——SoundPressureLevel聲壓沒有方向性，是個(gè)標(biāo)量聲壓測(cè)量是其他聲學(xué)測(cè)量的基礎(chǔ)05十二月2023聲壓相加聲壓相加實(shí)質(zhì)為能量相加能量增加1倍，聲壓增加3dB兩個(gè)相同的聲音同時(shí)作用時(shí)，聲壓增加3dB.聲能量降低一半，才能將噪聲降低3dB背景噪聲低于被測(cè)噪聲10dB時(shí)，對(duì)測(cè)試結(jié)果沒有影響比如被測(cè)噪聲70dB，背景噪聲為60dB，則在有背景噪聲時(shí)測(cè)試結(jié)果為：

L（70dB+60dB）=10lg(107+106)=70.4dB05十二月2023聲壓相加在有若干噪聲源同時(shí)作用時(shí)，必須對(duì)最大噪聲源進(jìn)行控制才能有明顯作用，而僅對(duì)多個(gè)小的噪聲源進(jìn)行控制則對(duì)總的聲壓級(jí)沒有大的影響比如：有70dB噪聲源1個(gè)，65dB噪聲源3個(gè)，則總聲壓級(jí)為L(zhǎng)（70dB+65dB+65dB+65dB）=10lg(107+3*106.5)=71.19dB若將3個(gè)65dB都降低3dB，總聲壓級(jí)為：L（70dB+62dB+62dB+62dB）=10lg(107+3*106.2)=70.6dB若將70dB的噪聲源降低3dB，總聲壓級(jí)為：L（67dB+65dB+65dB+65dB）=10lg(106.7+3*106.5)=69.1dB05十二月2023聲功率(SoundPower)聲源發(fā)出聲音的能力通常用聲功率來表示聲功率是指單位時(shí)間內(nèi)聲源發(fā)出的聲能量或通過某塊面積上的聲能量聲功率是標(biāo)量，同樣需要用聲功率級(jí)來表示聲功率測(cè)試有精度較低的工程法也有精度較高的精密法，既可通過聲壓測(cè)量得到也可以通過聲強(qiáng)測(cè)量得到發(fā)動(dòng)機(jī)的聲學(xué)性能一般用聲功率來表達(dá)，可在距發(fā)動(dòng)機(jī)表面1米的球面上通過聲壓測(cè)試來計(jì)算得到05十二月2023聲強(qiáng)（SoundIntensity，SI）聲強(qiáng)則是通過單位面積的聲功率聲強(qiáng)是個(gè)矢量，能夠表達(dá)聲音傳播的方向，是描述聲場(chǎng)特性的一個(gè)重要方法，也是測(cè)量聲功率的方法之一聲強(qiáng)可通過兩個(gè)相隔一定距離的傳聲器進(jìn)行聲壓測(cè)量來計(jì)算得到聲強(qiáng)測(cè)量是聲場(chǎng)測(cè)試的有效方法之一，但通常只能對(duì)穩(wěn)態(tài)工況進(jìn)行測(cè)試，如發(fā)動(dòng)機(jī)的定轉(zhuǎn)速05十二月2023噪聲的頻率特性人能聽到的噪聲頻率范圍為20~20000Hz，低于20Hz的聲波為次聲波，高于20000Hz的聲波為超聲波汽車噪聲頻率范圍一般為20~5000Hz，而且以1000Hz以下的低頻為主不同頻率的噪聲對(duì)人的影響不一樣同樣聲壓級(jí)的高頻聲感覺會(huì)吵鬧一些，低頻聲則感覺安靜一些為使聲壓級(jí)更能表達(dá)人對(duì)噪聲的感受，采用了不同的計(jì)權(quán)聲壓級(jí)，如A、C、D計(jì)權(quán)。通常所說的聲壓級(jí)都是指A計(jì)權(quán)聲壓，用dB(A)表示A計(jì)權(quán)中以1000Hz為基準(zhǔn)，低于1000Hz乘以小于1的系數(shù)，而大于1000Hz則乘以大于1的系數(shù)在以低頻噪聲為主的汽車噪聲中，A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)比不計(jì)權(quán)的聲壓級(jí)低得多多普勒效應(yīng)：聲源相對(duì)于接收者運(yùn)動(dòng)時(shí)，其聲音頻率會(huì)發(fā)生變化05十二月20231/n倍頻程噪聲分析人對(duì)聲音頻率的區(qū)分能力會(huì)因?yàn)轭l率的高低而有區(qū)別，頻率越低分辨能力越高，而頻率越高對(duì)對(duì)頻率變化的區(qū)分能力越弱，即很容易區(qū)分200Hz和300Hz的聲音，而可能區(qū)別不了15000Hz和15100Hz的聲音在進(jìn)行聲音頻率分析時(shí)，可以是恒定頻率帶寬的分析即窄帶譜分析，也可以是恒定百分比帶寬或1/n倍頻程帶寬1/n倍頻程帶寬，在低頻時(shí)劃分得細(xì)一些，而在高頻時(shí)劃分得粗一些，但頻帶上限頻率fu與下限頻率fl的比值保持恒定，即fu/fl=21/n。頻帶用中心頻率fc來表示，fc定義為fu和fl的幾何平均值通常用的有三分之一倍頻程（n=3）和倍頻程（n=1）05十二月2023聲品質(zhì)（SoundQuality）僅用聲壓級(jí)不足以完全描述一個(gè)聲音兩個(gè)相同聲級(jí)的聲音可能由于頻率結(jié)構(gòu)等因素的差異而讓人有完全不同的感覺由于聲音遮掩效應(yīng)的存在，單頻率的純音總是比多頻率成分的聲音讓人覺得煩躁，更讓人覺得刺耳常說的汽車轟鳴聲主要是因?yàn)樵谀硞€(gè)時(shí)刻，汽車噪聲中某個(gè)頻率的單頻聲占的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)變化不定，沒有規(guī)律的聲音總是會(huì)比能夠預(yù)期的聲音讓人感覺不安波動(dòng)大的聲音總是會(huì)比平穩(wěn)變化的聲音讓人覺得煩躁05十二月2023聲品質(zhì)的描述在汽車噪聲評(píng)價(jià)中，主要用以下術(shù)語(yǔ)來描述聲品質(zhì)響度尖銳度粗糙度波動(dòng)度語(yǔ)言清晰度05十二月2023響度(Loudness)用于評(píng)價(jià)一個(gè)聲音有多響有客觀定義和主觀定義兩種定義客觀定義：以1000Hz純音為標(biāo)準(zhǔn)，定義其聲壓級(jí)為響度級(jí)，單位為phon（方），其他聲音與之比較而度量。比如，某聲音聽起來和80dB的1000Hz純音聽起來一樣響，則其響度為80phon主觀定義：將40dB的1000Hz純音的響度定義為1sone(宋)，其他聲音與之比較而度量，比之幾倍響就定義為幾宋。以上兩者是分別定義的，沒有必然聯(lián)系。但兩者間可通過經(jīng)驗(yàn)公式來相互換算等響曲線：通過大量的試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)得到等響曲線05十二月2023響度和A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)的關(guān)系76.8dB(A)13.3SoneGF76.8dB(A)38.8SoneGF77dB(A)26SoneGF77dB(A)14.7SoneGF76.7dB(A)14.0SoneGF77dB(A)36.7SoneGF77.1dB(A)38.6oneGF77dB(A)44.3SoneGF77dB(A)36.7SoneGF05十二月2023尖銳度(Sharpness)尖銳度是描述了高頻段聲音對(duì)總響度的加權(quán)情況，高頻聲占的比例越大，則尖銳度就越大尖銳度也描述了聲音在頻譜上的平衡性，頻率分布重心超高，聲音就越尖銳尖銳度質(zhì)越大，說明聲音越尖越刺耳尖銳度單位為acum。中心頻率為1KHz、帶寬為160Hz的60分貝窄帶噪聲的尖銳度定義為1acum尖銳度對(duì)聲音的舒適度影響很大，尖銳度值越高，聲質(zhì)量越差。對(duì)尖銳度還沒有一個(gè)統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，通常有Aures和Bismarck兩種算法05十二月2023尖銳度WhiteNoisebyBismarkAuresWhiteNoise,8kHzstrenghtenedbyBismarkAures05十二月2023波動(dòng)度與粗糙度運(yùn)行不平穩(wěn)的聲音總是讓人不舒服，用波動(dòng)度和粗糙度來評(píng)價(jià)，反映的是聲音大小隨時(shí)間的變化波動(dòng)度或粗糙度值越大，說明聲音越不好聽波動(dòng)度用于評(píng)價(jià)調(diào)制頻率<15Hz，即變化較慢的聲音，其單位為Vacil粗糙度用于評(píng)價(jià)調(diào)制頻率15Hz<f<150Hz，即變化較快的聲音，其單位為Asper而當(dāng)調(diào)制頻率在150Hz到300Hz之間時(shí)，將聽到兩個(gè)獨(dú)立的聲音Fluctuations&Roughness05十二月2023SineTone1kHzSineTone1kHzand1001HzInterferenzSineTone1kHzand1004HzFluctuationSineTone1kHzand1020HzR-Roughness(Rumbling)SineTone1kHzand1070HzRoughnessSineTone1kHzand1414HzTwoToneComplexTwoTones:DifferentSensations

兩個(gè)純音信號(hào)：不同的聽覺感受05十二月2023Spectrum(notethetwotones)Fluctuationstrengthvs.Time(notethefalseindicationduetostartofsignal,andthelongtime-constant).Loudnessvs.Time(ISO532Btimedomain)SpecificRoughness(frequencyspectrumofRoughness,ontheBark[criticalbandnumber]scale)TimesignalMeasurementsfromvaryingthespacingoftwoequal-magnitudetones

兩個(gè)幅值相同的純音移動(dòng)變化的測(cè)量05十二月202305十二月202305十二月202305十二月202305十二月2023Two-toneexperiment:FluctuationStrengthandRoughnessvs.Time

兩個(gè)純音測(cè)試分析結(jié)果：起伏程度和粗糙度隨時(shí)間變化關(guān)系Fluctuationstrengthvs.TimeRoughnessvs.TimeSpectrumvs.Time(2tonesinphaseatstart,200Hzdifferentatend)…Sidequestion:whendoesonepitch(subjectivefrequency)becometwo?05十二月2023語(yǔ)言清晰度語(yǔ)言清晰度表示在這種噪聲環(huán)境中，有多少比例的交談能被對(duì)方理解，用百分?jǐn)?shù)表示值越大越好是表達(dá)聲品質(zhì)的綜合性指標(biāo)ArticulationIndex，AI05十二月2023采樣(Sample)采樣也就是將連續(xù)信號(hào)離散化，包括時(shí)間離散和幅值離散兩方面，是用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析的必經(jīng)步驟采樣步驟：時(shí)間離散：按一定規(guī)則（如等時(shí)間間隔）將無(wú)限時(shí)間，離散到有限的時(shí)間點(diǎn)上，即有限的時(shí)間點(diǎn)來近似地表示無(wú)限的時(shí)間幅值離散：將量程離散為有限幅值點(diǎn)，一般為2的n次方個(gè)點(diǎn)，然后用這個(gè)尺度去量時(shí)間離散點(diǎn)的幅值，度量的結(jié)果作為該時(shí)間點(diǎn)的采樣值當(dāng)然，時(shí)間離散和幅值離散是同時(shí)進(jìn)行的可以看出采樣是有誤差的05十二月2023采樣示意圖0V0.5V1V1.5V2V2.5V3V3.5V4.5V5V5.5V6V6.5V7V7.5V4V0123456791011121314158t(s)V(v)0123456789101112131415這個(gè)信號(hào)采樣后得到序列:6,11,9,4,1,6,11,10,5,1,5,10,10,5,1,5計(jì)算機(jī)也就是用這個(gè)序列來表示和存儲(chǔ)這個(gè)信號(hào)05十二月2023量化精度A/D轉(zhuǎn)換幅值誤差大小與A/D卡的位數(shù)直接相關(guān)上面的n稱為A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)即12位卡將量程212=4096等分，若量程為10V，則量化精度為10/4096=0.00244140625V，也就是該卡能采集的最小電壓為0.00244140625V，并且采樣值都是0.00244140625V的倍數(shù)我們目前的采集系統(tǒng)都是24位，即量化精度為10/224=0.00000059604644775390625V05十二月2023采樣定理采樣定理：一個(gè)最高頻率為fm的有限帶寬信號(hào)x(t)，可以由以采樣頻率fs大于2fmHz采樣得到的采樣值序列x(nΔt)唯一確定（Δt=1/fs）。此定理說明，采樣頻率至少應(yīng)設(shè)置到信號(hào)最高頻率的2倍以上；若信號(hào)最高頻率未知，或不能設(shè)置高的采樣頻率，則必須使用抗混濾波器將fs/2以上的頻率成份濾掉，且抗混濾波必須在采樣之前進(jìn)行若被采信號(hào)最高頻率fm>fs/2，則頻率分析得到的頻率成份將不真實(shí)，即會(huì)發(fā)生頻率混疊05十二月2023采樣定理的時(shí)域解釋t(s)V(v)0123456789t(s)V(v)123450每周期采樣一次，即fs=fm每周期采樣小于一次，即fs<fm05十二月2023采樣定理的頻域解釋fc=fs/2測(cè)試結(jié)果頻率測(cè)試結(jié)果頻率測(cè)試結(jié)果頻率測(cè)試結(jié)果頻率測(cè)試結(jié)果頻率信號(hào)實(shí)際頻率f(Hz)信號(hào)頻率<fs/2時(shí)fc信號(hào)實(shí)際頻率f(Hz)信號(hào)頻率增大,但仍<fs/2時(shí)f(Hz)fc信號(hào)實(shí)際頻率信號(hào)頻率增大,>fs/2并<fs時(shí)fc信號(hào)實(shí)際頻率f(Hz)信號(hào)頻率增大,=fs時(shí)fc信號(hào)實(shí)際頻率f(Hz)信號(hào)頻率增大,>fs時(shí)后三種情況都發(fā)生了頻率混疊05十二月2023采樣頻率的設(shè)置越高的采樣頻率，信號(hào)的時(shí)域特征表達(dá)得越清楚，但進(jìn)行頻譜分析時(shí)，相同譜線數(shù)的頻率分辨率越低運(yùn)用FFT進(jìn)行頻譜分析時(shí)，得到的頻譜也是離散的，每個(gè)頻率離散點(diǎn)稱為一條譜線，且譜線數(shù)為2的n次方冪，譜線數(shù)越多，頻率分辨率越高設(shè)采樣頻率為fs，則分析頻率fc=fs/2。若譜線數(shù)為1024，則頻率分辨率Δf=fc/1024可以通過降低采樣頻率和增大譜線數(shù)來提高頻率分辨率05十二月2023量程（Scope）采樣時(shí)，必須設(shè)置到合適的量程設(shè)置量程的實(shí)質(zhì)是在采樣前，將信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)胤糯螅ɑ蛩p），使得在幅值量化時(shí)能在幅值上用更多點(diǎn)來描述如，量程為10V的12位A/D轉(zhuǎn)換，在幅值上的分辨能力是2.44140625mv，若用這個(gè)系統(tǒng)直接去采集幅值為5mv的信號(hào)，則采樣得到的序列只能是0，1，-1，-2，2；若直接支采集幅值為15v的信號(hào)，則又會(huì)造成削波在我們的系統(tǒng)中，設(shè)置量程實(shí)質(zhì)是在采樣前設(shè)置不同的放大倍數(shù)特別是在測(cè)背景噪聲、怠速噪聲時(shí)量程必須設(shè)置合適，否則會(huì)有很大的誤差05十二月2023數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖傳感器光電隔離放大濾波A/D采樣時(shí)鐘供電信號(hào)存儲(chǔ)數(shù)字信號(hào)05十二月2023傳感器我們主要測(cè)量傳感器振動(dòng)測(cè)量噪聲測(cè)量力測(cè)量位移測(cè)量轉(zhuǎn)速測(cè)量選用傳感器應(yīng)注意：量程線性范圍頻響范圍溫度范圍耦合方式05十二月2023加窗(Window)信號(hào)都是無(wú)限長(zhǎng)的，通過采樣用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析的只是原始信號(hào)的一部分，就象透過一個(gè)矩形窗口去看這個(gè)信號(hào)一樣，只能看到這個(gè)信號(hào)的一部分在付里葉變換理論中，會(huì)對(duì)這部分信號(hào)進(jìn)行周期延拓，即利用采樣得到的信號(hào)進(jìn)行重復(fù)利用，延拓成一個(gè)無(wú)限信號(hào)，從而造成一些信號(hào)突變，也就導(dǎo)致出現(xiàn)一些并不存在的頻率成份，即能量泄漏為了減小這種突變的產(chǎn)生，可以加矩形窗以外其他窗函數(shù)，如漢寧窗（Hanning），這些窗函數(shù)可將采樣得到的信號(hào)的兩端幅值減小，從而可在周期延拓中減小信號(hào)突變。但這種兩端弱化的窗函數(shù)也同時(shí)改變了信號(hào)原本的能量，需要在計(jì)算中加以補(bǔ)償。我們的測(cè)試分析系統(tǒng)中，已自動(dòng)地加入了這種補(bǔ)償整周期采樣，即采樣長(zhǎng)度正好是整數(shù)個(gè)周期，就不會(huì)造成能量泄漏05十二月2023加矩形窗造成的能量泄漏t(s)V(v)1×t(s)周期延拓，造成了信號(hào)突變05十二月2023加其他窗，減小能量泄漏t(s)V(v)1×周期延拓，造成的信號(hào)突變減小采樣得到的信號(hào)兩端弱化05十二月2023頻譜分析基本原理任意周期信號(hào)都可以用若干正弦信號(hào)相加來表示，而這些正弦信號(hào)則都可由其頻率、幅值和相位來標(biāo)識(shí)，而在頻率軸上則可以由這些正弦信號(hào)的實(shí)部和虛部來表達(dá)T(s)A(g)……T(s)A(g)T(s)A(g)T(s)A(g)++=f(Hz)f(Hz)實(shí)部（g)虛部(g)+05十二月2023頻譜的幾種常用表現(xiàn)形式根據(jù)需要，頻譜可以有以下幾種表達(dá)方式f(Hz)功率（g2)f(Hz)f(Hz)+f(Hz)f(Hz)+實(shí)部（g)虛部(g)幅值（g)相位(。)f(Hz)功率密度（g2/Hz)頻譜幅值相位譜功率譜功率譜密度05十二月2023頻譜分析通過付氏變換，對(duì)信號(hào)進(jìn)行從時(shí)域到頻域的轉(zhuǎn)換，以分析信號(hào)的頻率構(gòu)成對(duì)頻率軸，通?？捎谜瓗?、三分之一倍頻程和倍頻程來表示通常，頻譜分析只用于穩(wěn)態(tài)信號(hào)的分析，并通過多次平均來得到對(duì)于變化較快的信號(hào)，如發(fā)動(dòng)機(jī)的加速過程，只能進(jìn)行短時(shí)付氏變換或時(shí)頻域分析05十二月2023時(shí)頻域分析基本原理t(s)轉(zhuǎn)速(RPM)t(s)A(g)t(s)轉(zhuǎn)速(RPM)f(Hz)gf(Hz)gf(Hz)gf(Hz)gf(Hz)gf(Hz)gf(Hz)g…………05十二月2023時(shí)頻域分析的兩種表達(dá)方式三維譜陣，瀑布圖（waterfall）彩色圖，坎貝爾圖Colormap05十二月2023階次分析階次分析廣泛用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的分析中在發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)噪聲測(cè)試分析中，以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)頻為基頻（即第1階，firstorder，1stORD），其倍頻分別為第2階，第3階……如1200RPM時(shí)，其1階頻率為：1200RPM/60s=20Hz，2階則為40Hz，3階為60Hz……第n階振動(dòng)的物理意義為，曲軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)產(chǎn)生n次振動(dòng)的振動(dòng)成份在直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，由于往復(fù)慣性力不能平衡，振動(dòng)和噪聲都以二階為最強(qiáng)，其次為四階由于0.5階會(huì)對(duì)二階噪聲發(fā)生調(diào)制作用，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲粗糙度或波動(dòng)度增大，從而降低聲音品質(zhì)，應(yīng)在設(shè)計(jì)中盡量避免05十二月2023轉(zhuǎn)速階次頻率間的關(guān)系1000300060002004006002階4階6階1階f(Hz)轉(zhuǎn)速(RPM)05十二月2023彩色圖的具體應(yīng)用確認(rèn)存在的共振問題通過特征模板查找問題原因。比如，若某結(jié)構(gòu)的振動(dòng)的特征與車內(nèi)噪聲的某種特征吻合，則這個(gè)結(jié)構(gòu)有可能就是原因所在。注意，此圖與上頁(yè)有區(qū)別，橫軸為轉(zhuǎn)速，縱軸為頻率05十二月2023齒輪嚙合噪聲齒輪嚙合噪聲主要由主動(dòng)齒輪嚙合頻率的基頻及其倍頻構(gòu)成如31/23的齒輪副，在主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速為1200RPM時(shí)，嚙合噪聲的基頻為1200/60*23=460Hz，并在階次分析中，表現(xiàn)為23階（以主動(dòng)軸計(jì)）在汽車傳動(dòng)系中，以****為例，其二檔的傳動(dòng)齒輪副為（35/23）*（32/25），則常嚙合齒輪嚙合階次為35階，而二檔齒輪的嚙合階次為23/35*25=16.4階(以曲軸轉(zhuǎn)速計(jì))。若車內(nèi)噪聲存在16.4或（和）32.8階問題，則首先要考慮二檔齒輪的問題。05十二月2023ODS分析方法ODS——OperationalDeformShape工作變形分析05十二月2023結(jié)構(gòu)的共振機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)不同頻率的激勵(lì)，振動(dòng)響應(yīng)會(huì)有很大區(qū)別對(duì)某些頻率的激勵(lì)會(huì)非常敏感，被放大很多，即發(fā)生共振，這些頻率則稱為共振頻率或固有頻率而對(duì)某些頻率的激勵(lì)則有衰減作用，這些頻率則稱為反共振頻率；f(Hz)響應(yīng)(m/s2)05十二月2023共振頻率的測(cè)試共振頻率可通過激振試驗(yàn)，并進(jìn)行傳遞函數(shù)計(jì)算來得到可在自由狀態(tài)或安裝狀態(tài)對(duì)結(jié)構(gòu)固有頻率進(jìn)行測(cè)試，這兩種固有頻率可能有很大的區(qū)別共振頻率數(shù)量與系統(tǒng)自由度數(shù)一致，從低到高分別稱為1階，2階…。通常的機(jī)械結(jié)構(gòu)都有無(wú)窮個(gè)固有頻率結(jié)構(gòu)f(Hz)FRF(m/s2/N)f(Hz)F（N)05十二月2023結(jié)構(gòu)共振的避免任何結(jié)構(gòu)都存在共振頻率共振頻率的影響因素質(zhì)量增加

固有頻率降低剛度增加

固有頻率增加盡量將材料用于外端盡量采用矮胖結(jié)構(gòu)添加約束

固有頻率增加在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要使各結(jié)構(gòu)的共振頻率都不能在主要激振頻率范圍內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的