基于绝对传递率函数的传递路径分析

摘要

在汽车、高铁、航空航天、建筑等领域，为了解决噪声、振动和不平顺性（Noise Vibration Harshness，NVH）问题，需要对各个噪声振动源到目标点建立有效的传递路径分析（Transfer Path Analysis，TPA）模型，通过传递路径分析识别出振动噪声来源。合理的传递路径模型对工程实践和结构设计修正有重要的指导意义。因此，传递路径分析已经成为工程中的一个热门研究领域。
　　本文对传递路径分析方法及其应用进行了较为系统的研究。首先研究了传统传递路径分析方法的基本原理，对传统传递路径分析中使用的频响函数估计常用的三种方法估计做了介绍，并研究了直接测量法、逆矩阵法、悬置刚度法三种载荷识别方法以及各自的优缺点。传统的传递路径分析方法需进行载荷识别，试验过程繁琐。为了提高建模和试验的效率，采用传递函数分析的高级传递路径分析方法被提出。
　　本文在高级传递路径分析的基础上提出了基于绝对传递率函数（Absolute Transmissibility Function，ATF）的 N-TPA传递路径分析法。对从传递率函数到绝对传递率函数的算法过程进行了推导，并提出了将归一化方法应用于绝对传递率函数算法中以消除ATF矩阵计算过程中的病态问题。将主分量分析的思想运用于贡献度的结果分析中，通过构造评估函数直观准确地判断出子系统贡献度的大小。利用MATLAB GUI编程开发了N-TPA传递路径分析工具箱，为科研和工程应用提供了友好的人机交互界面。通过四自由度弹簧质量系统进行了仿真分析，并和精度较高的传统传递路径分析方法进行对比，依据分析结果提出了算例修正模型。将该方法运用于GARTEUR飞机模型试验和某高速动车振动噪声传递路径分析试验，得到这两个系统各自的传递路径特性，并预测系统在工作状态下各个子系统对目标点的贡献度。结果表明，本文方法在保证精度的前提下能有效缩短试验周期，加快实验进程。

目录

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注释表

第一章 绪 论

1.1 引言

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要工作和内容安排

第二章 传统传递路径分析方法

2.1 传统TPA方法理论

2.2 频响函数获取

2.3 载荷识别

2.4 传统传递路径分析方法的优缺点

2.5 本章小结

第三章 传递路径分析方法模型验证

3.1 绝对传递率函数算法理论

3.2 传递率函数估计

3.3 绝对传递率函数算法在室内声学的应用

3.4 仿真算例

3.5 本章小结

第四章 N-TPA传递路径分析试验

4.1 N-TPA法的传递路径测试实验步骤

4.2 主分量分析

4.3 GARTEUR飞机模型试验

4.4 高速动车台架噪声试验

4.5 本章小结

第五章 基于MATLAB GUI的传递路径分析工具箱开发

5.1 MATLAB GUI简介

5.2 软件总体介绍

5.3 传递路径分析工具箱

5.4 本章小结

第六章 全文工作总结与展望

6.1 全文主要工作与结论

6.2 后续研究工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文