[发明专利]一种消除串扰的振动传递路径测试方法

说明书

本发明涉及一种消除串扰的振动传递路径测试方法，包括：采用测量传递函数或非正交向量的形式获得解除串扰传递矩阵，并计算解串扰广义参考信号或受挡力；基于广义参考信号或受挡力对工况传递路径进行分析，获得传递系数；根据广义参考信号或受挡力，以及传递系数，计算各个振源在一响应位置处的贡献量。

技术领域

本发明涉及一种振动源的测量识别方法，特别涉及一种消除串扰的振动传递路径测试方法。

背景技术

复杂结构的振动包括三部分：振动源、振动传递路径及振动接受结构，若采用一定技术手段发现主要振源和传递路径，针对主要振源和传递路径采取减振降噪办法将能有效降低振动与噪声，在非关键部位采用的减振降噪手段起不到主要作用。减振降噪的前提也是传递路径分析和振源大小的辨识问题。

传递路径分析需要解除串扰激励源，即拆卸发动机等振源获得传递函数，很多情况不易于实现。在参考文献1“A.T.Moorhouse,A.S.Elliott,T.A.Evans.In situmeasurement of the blocked force of structure-borne sound sources.Journal ofSound and Vibration,2009(325):679–685”中提出了一种基于受挡力传递路径分析法，其中的受挡力是指将机器拆离固定于刚性基础上施加给基础的力。如：一振源结构如图1所示，受到力f₁作用下，自由状态2点响应为a₂；若将2点安装在固定地面上，使该点响应a₂＝0，这时作用在地面2点的力为f₂^B，称该力为受挡力。根据传递函数法，可以列出1、2点间的方程为：

假设a₂＝0，推导出因此受挡力完全与力源和力源结构有关，受挡力代表了振源结构的固有特性。

对于实际结构，可通过不拆卸机器获得受挡力，如：一个受到三个源的复合系统，在不拆离机器的情况下，依次敲击机器隔振器根部位置，例如：在图2中的步骤(1)中，敲击A隔振器根部，测量A，B，C根部响应然后计算传递函数式中上标表示实验步骤，下标表示位置。同理步骤(2)，敲击B隔振器根部获得传递函数步骤(3)时，敲击C隔振器根部获得传递函数

因此，获取上述传递函数后可以通过下式计算获得受挡力：

三个机器对任何一个响应点0的传递函数为：则各振源对该点贡献为：

该方法的缺点是需要在各振源处激励获得复合结构的传递函数，但实际源处空间有限，无法布置激振器，应用存在困难；另外也无法反映运行工况下的结构特性。

另外一种传递路径分析法是OTPA(operational transfer path analysis)传递路径测试法，参见参考文献2“D.deKlerk,A.Ossipov.Operational transfer pathanalysis:Theory,guidelines and tire noise application.Mechanical Systems andSignal Processing,2010(24):1950–1962”，其原理是在激励源处布置传感器的测量响应信号作为参考信号(如下方程的a₁，a₂，...a_m)，将关心响应点处的响应作为观察点(如下方程中的a_y)，通过多工况运行获得以下方程：

则可解出传递率系数：

一般效工况数s应大于或等于m，上式右边的求逆运算唯一，可获得传递率系数矩阵，计算某个工况下源的贡献大小为：