南京振动噪声理论培训定制

声学材料的设计与测试方法培训目的：
掌握吸声材料的设计方法和测试方法
　掌握的设计方法与测试方法
　掌握隔声的设计与测试方法
　掌握阻尼材料的设计与测试方法

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。

TPA模型计算用到的频响函数包括路径点到载荷参考点的频响函数以及路径点到目标点的频响函数。使用的频响函数的类型根据分析目标点的响应类型的不同而不同。对目标点的振动进行建立模型分析时，选取频响函数的类型一般是目标点的加速度响应对路径点载荷力的频响函数；而当研究目标点响应为声压时，路径点到目标点的频响函数是目标点声压对路径点的载荷力的频响函数。
当选择间接方法求解路径工作载荷时，路径点到载荷参考点的频响函数是载荷计算模型的重要组成部分。在计算工作载荷的时候，计算模型不仅对频响函数的准确度要求很高，同时还要求不同路径与参考点之间的频响函数之间的线性度有着不同的要求，所以，频响函数的好坏直接影响到载荷计算的准确度。
被动体上路径点到目标点的频响函数直接用于路径贡献的计算，频响函数的准确性不仅对TPA分析计算结果有决定性的影响，而在完成TPA计算后，频响函数是系统优化的重点考虑对象。所以TPA模型对频响函数有着相当高的要求，频响函数的质量直接决定了TPA模型计算结果的准确度。
对于线性时不变振动系统而言，系统的频响函数是系统的传递特性的描述，包含着系统的刚度和阻尼等信息，是系统固有属性的描述，决定了激励在系统中的传递情况，与外界激励无关；由本章上述理论可知，振动系统的频响函数等于系统的输出与输入在频域上的比值，这为频响函数的实验测量提供了理论依据。
实验频响函数的获取方法一般通过外界激励系统给物理结构一个外部激励，然后测量拾取系统上某点的响应信号，对激励信号和响应信号在频域上进行处理后得到频响函数。激励系统有激振器和力锤两种，实验时根据实验要求的精度以及实验成本进行选择。在使用力锤敲击法测量频响函数时，为了减少测量误差，得到更为准确的频响函数，在保证系统响应与激励信号的相干系数较高前提下，一般进行多次敲击然后取平均值。随着现代测量技术以及信号处理技术的不断发展，系统频响函数的测量精度得到了不断的改进。

传递路径分析(Transfer Path Analysis, TPA)方法研究的是系统的传递特性。对一个系统来说，当它受到一个激励F后必然产生一个响应P，那么表征系统这种激励一响应关系的特性就是系统的传递函数。它是表征系统这种激励和所有响应之间的对应关系的传递特性的数学表达式。在实际中，复杂的机械系统一般都会受到多种多个振动噪声源的同时激励，每种激励都会通过机械系统上的不同的传递路径，经过能量的衰减传递到系统中多个响应点。通常传递路径方法是通过试验的方式来研究和掌握机械系统的传递特性。当机械系统受到多个激励时，就可以通过已经得到的该系统的振动传递特性与激励的乘积来计算或者预测系统的响应。
传递路径分析方法的意义不仅在于预测系统响应，更重要的是，当振动和噪声响应**过标准时，工程人员能够找出关键路径，从而有的放矢地改进设计。对一种特定现有车型，一旦整车传递路径分析模型建立起来，那么在研发新车型时就能够有性的进行设计。对于需要减振降噪车型，还可将传递路径分析方法与数值计算方法相结合，将计算得到的新结构特性函数代入模型中，通过预测到的系统响应来辨识结构修改的好坏。
在国外，TPA 技术经过15 的发展已经在NVH 领域已经趋于成熟并还在继续发展，很多整车制造商和研究机构对TPA 技术进行了大量的研究及改进工作，取得了很多科研成果并发表了很多学术，尤其是比利时LMS 公司开发出来的测试及分析系统使得该项技术能够简单地被在工程实际中应用，在世界范围内较大地推广了该项技术及理念。主要为传统TPA (Conventional TPA)、多级TPA、快速TPA、以及工况TPA 等。不同的方法具有不同的优缺点以及适用范围，使用时应该根据具体情况来选择不同的传递路径分析方法，同时在处理数据中需要认真，尤其在应用工况TPA 方法的过程中。
http://tyacoustic.b2b168.com