基于传递路径分析的振动预测及振源贡献量计算研究

摘要

振动问题及其引起的噪声问题广泛存在，对人们的生产生活有着极大的危害。解决振动问题，需从振动分析入手，传递路径分析方法（TPA）能够预测振动响应和计算振源贡献量，因此在振动问题中得到广泛应用，但是仍然存在一些不足。因此，本文针对振动预测和振源贡献量计算，对TPA方法进行了改善和拓展，展开了如下几方面的研究工作： （1）首先介绍了传统传递路径分析方法（CTPA）的理论，它是最基础的TPA方法。以一个圆柱壳体为研究对象，研究了其计算振源贡献量的应用，得出了CTPA计算精度较高但是过程繁琐的结论，同时也为后文的理论和实验奠定坚实的基础。 （2）然后介绍了工况传递路径分析方法(OTPA)的理论，该方法简单高效。针对其精度问题提出改进方法，即利用平均条件数优选参考点以减小振源间耦合，提出归一化计算方法减小输入矩阵病态性以提高传递率矩阵计算精度。通过进行圆柱壳体振动实验验证，结果表明：OTPA预测振动响应精度较高，但计算振源贡献量时仍然存在一定的误差；改进方法可有效提高OTPA精度。 （3）最后针对CTPA方法激励力难以准确表征复杂振源激励提出新的TPA方法，即引入等效力表征振源以改进CTPA，利用正则化方法解决等效力求解时出现的病态问题，本文称改进方法为振动的等效力传递路径分析方法（等效力TPA），并提出可利用互易原理获得其传递函数以提高其应用方便性。通过搭建电机模型平台进行振动实验验证，同时将其分析结果与CTPA和OTPA分析结果对比，结果证明了正则化方法的有效性、改进方法预测振动响应和计算振源贡献量的准确性、互易原理获得该方法传递函数的可行性以及该方法在解决复杂振源激励问题时相对于CTPA和OTPA的优越性。 为了提高TPA方法解决振动问题的应用潜力和前景，本文进行了TPA方法理论及其振动实验研究，所作研究丰富了TPA方法，对于运用TPA方法进行振动分析有一定的参考意义。

目录

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缩略词清单

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 传递路径分析方法研究现状

1.3 本文的主要内容、拟解决关键问题及技术路线

1.4 本章小结

第2章 传统传递路径分析方法及其振动实验研究

2.1 引言

2.2 传统传递路径分析方法理论

2.3 基于CTPA方法的圆柱壳体振动实验

2.4 本章小结

第3章 工况传递路径分析方法改进及其振动实验研究

3.1 引言

3.2 工况传递路径分析方法理论

3.3 工况传递路径分析方法改进

3.4 基于改进OTPA方法的圆柱壳体振动实验

3.5 本章小结

第4章 振动的等效力传递路径分析方法研究

4.1 引言

4.2 振动的等效力传递路径分析方法

4.3 基于振动的等效力TPA方法的电机平台振动实验

4.4 振动的等效力TPA与CTPA及改进OTPA方法对比研究

4.5 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

作者在硕士学位攻读期间发表的学术论文