噪声控制培训

振动声学的测量培训
培训目的：
　掌握振动声学测试设备的工作原理
　掌握振动声学信号处理
　掌握振动声学测试的各种方法和应用

结构的声辐射与结构的表面形状、结构的振动强弱以及频率等因素有关。因此求解结构的空间辐射噪声就必须知道结构表面的振动特性。机械结构的振动与激励力的频谱特性、激励位置以及结构本身的固有特性有关。虽然实际的结构都是连续的弹性结构，其振动特性可看作是由无限个简单的质量-弹簧-阻尼系统的组合。而单自由度振动系统则又可以看作是简单的多自由度系统。
单自由度线性系统是简单的振动系统，又是基本的振动系统。这种系统在振动分析中的重要性，一方面在于很多实际问题都可简化为单自由度线性系统来处理，从而可直接利用对这种系统的研究成果来解决问题。另一方面在于，单自由度系统具有一般振动系统的一些基本特性，实际上，它是对多自由度系统、连续系统、乃至非线性系统进行振动分析的基础。

振动声学测试培训内容：
一、声学仪器与声学实验室
1.1 振动传感器和采集系统
1.2 传声器的基本原理、性能与选型
1.3 声强测试的基本原理与误差分析
1.4 消声室和混响室的使用与检验
二、振动噪声信号分析
2.1 信号的时域分析方法
2.2 信号的频域分析方法
2.3 信号的滤波
2.4 典型声信号的分析
三、振动评估和模态测试
3.1 振动基本理论
3.2 振动的测试和评价
3.3 隔振的评估
3.4 模态测试与分析
四、噪声源测量与评价
4.1 声音的基本特性
4.2 声压级的测试
4.3 声功率测试
4.4 声源识别的主要方法
4.5 环境噪声的评价
4.6 声品质分析系统
五、声学材料的测试方法
5.1 吸声材料的测试方法
5.2 消声器的测试与评价
5.3 隔声材料的测试和评价
5.4 阻尼材料的测试方法

路径点的工作载荷获取方法有直接法和间接法。假设工作载荷是载荷力，直接法就是用力传感器在路径点直接测量工作状态下的路径点力的大小而得到；间接法则是通过计算的方法间接得到路径点载荷力。在做TPA分析时，一般采用的方法是间接法获取路径点载荷。获取载荷的间接方法主要有复刚度法(也称动刚度法)和逆矩阵法，工作载荷的获取方法的选择要根据系统的实际结构。对同一TPA模型进行分析时，一般同时根据多种不同的载荷获取方法获取载荷，对不同方法得到的结果综合考虑，验证计算的准确度。下一节则介绍常用的两种间接方法，即复刚度法和逆矩阵法。
复刚度法的计算分析模型如图2.5.1所示。图中主动方与被动方中间通过刚性杆或者是弹性件连接，耦合连接件与主动方和被动方的两端连接处都产生响应X，通过实验可以得到中间耦合件与主动方体和被动方连接处的不同方向的振动响应大小，它可以是位移x(ω)，也可以是加速度a(ω)；同样通过实验可以测量得到中间不同耦合件的复刚度曲线函数，则被动方体端的路径点载荷可以根据复刚度法计算得到的不同路径的复刚度函数Ki(ω)以及两端的振动量（位移或加速度等），代入式(2.5.9)可以求出路径点的载荷Fi(ω)，这就是复刚度法间接求解路径载荷的原理。但是当被动方与主动方之间的连接件的刚度比较大时，连接件两端的产生的振动差值较小，实验测量误差较大。在这种情况下，复刚度法计算得到的载荷值与实际值误差就可能存在很大的差值，导致后TPA计算结果的错误。所以复刚度法在连接耦合件的刚度较大时不宜采用。这时逆矩阵法则是求解路径载荷另一较为有效的求解方法。
由析可得，载荷力向量等于路径点到参考点的频响函数组成的频响函数矩阵的逆矩阵与参考点的响应信号相乘得到，路径点到参考点的频率响应函数组成的计算矩阵通常也称为载荷计算矩阵。使用逆矩阵法计算求出路径载荷，载荷计算矩阵和参考点的响应信号是必须，这两者都可以通过实验的方法得到。
同时要求出确定的载荷力列向量，至少要有m=n使载荷计算矩阵是一个方阵，载荷计算矩阵的行列式不为零，方程组有解，才能按照线性方程组求解理论求出一组路径载荷力列向量。由于频响函数属于同一个结构系统，各个频响函数中包含的结构信息存在着很大的相似性，当选择的参考点位置不合理时，不同路径到参考点频响函数的相似度较大，也就是频响函数矩阵的某个路径点到某个参考点的频响函数的形状很相似，当参考信号的个数等于路径载荷个数时，其中的某些行向量线性度很高，载荷计算矩阵可能存在病态问题，求解频响函数的逆矩阵误差较大，或者说频响函数的逆矩阵不存在，后求不出载荷力向量。这种情况下需要重新选取不同的参考点的组成载荷计算新模型。所以，为了减少实验的重复次数，在初确定参考点的个数时，一般要求m>n。然而当m>>n，意味着实验成本的增加。所以m的选择要根据问题的具体情况而定，一般采用m=2n，而后采用小二乘的办法，优化得到系统的传递函数矩阵。

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