基于OTPA方法的挖掘机驾驶室结构噪声研究

摘要

挖掘机的NVH性能直接影响着驾驶员的身心健康，是挖掘机产品的核心竞争力所在，越来越多地受到工程技术人员的关注。驾驶室噪声是挖掘机NVH性能的重要指标之一，尽可能多地降低工程噪声是改善NVH性能的关键。因此，对挖掘机驾驶室内噪声进行研究，对于探究噪声产生原理以及提出有效改进措施，具有一定的理论研究意义与工程应用价值。本文基于工况传递路径分析方法(OTPA)，结合“XX型挖掘机噪声控制”项目这一工程实践背景，对某型液压挖掘机驾驶室内噪声的结构声成分进行研究，并提出改进措施。
　　本研究主要内容包括：⑴研究以OTPA原理为理论基础，推导出系统传递函数和路径贡献的计算方法。并且针对该方法存在的不足对其进行改进：通过对比合成信号和实测信号的频谱图，确定是否遗漏重要路径；通过应用奇异值分解技术处理测试数据，提高OTPA模型计算准确度。⑵通过分析驾驶室内噪声来源及其传播方式，以发动机振动激励为系统输入，以驾驶室内司机右耳耳旁噪声为输出，建立从上车架上发动机4点安装位置到驾驶室耳旁的OTPA模型。进而设计试验，选择1140r/min、1254r/min、1430r/min、1650r/min、1765r/min、1870r/min转速下的实测数据构建OTPA模型，得到系统传递率函数和路径贡献;选择950r/min、1545r/min、2100r/min转速下的实测数据进行OTPA模型验证，对比实测输出信号和合成输出信号的频谱图，发现OTPA模型准确有效，可用于后续降噪方案分析。⑶应用改进后的OTPA方法，对测试数据进行处理，通过在分析工况下对OTPA模型的传递率函数和路径噪声贡献进行分析，确定待改进的重点传递路径与敏感频率位置。分析结果显示，挖掘机发动机左后位置减振器和系统结构共振点所对应的敏感频率位置是重点优化改进方向。针对结构共振问题，基于模态分析法，对挖掘机上车架结构进行整改优化，并对改进效果进行了验证。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景与意义

1．2 驾驶室噪声控制研究现状

1．2．1 传统噪声源识别方法

1．2．2 现代噪声源识别方法

1．3 存在的问题

1．4 本文研究内容及论文结构

第2章 工况传递路径分析原理

2．1 信号分析基础

2．2 声学基础

2．2．1 声传播特性

2．2．2 声学概念

2．3 工况传递路径分析原理

2．3．1 传递路径分析

2．3．2 工况传递路径分析

2．4 OTPA方法改进思路

2．4．1 是否遗漏重要路径分析

2．4．2 模型计算准确性改进

2．5 本章小结

第3章 驾驶室结构噪声OTPA试验设计

3．1 建立工况传递路径分析模型

3．1．1 驾驶室噪声激励源分析

3．1．2 选择输入输出建立分析模型

3．2 设计OTPA试验方案

3．2．1 振动噪声测量系统

3．2．2 测试要求

3．2．3 测试方案

3．3 本章小结

第4章 驾驶室结构噪声振声传递特性分析

4．1 验证工况传递路径分析模型

4．2 模型传递率函数分析

4．3 驾驶室结构噪声OTPA模型结果分析

4．3．1 950r／min分析工况

4．3．2 1545r／min分析工况

4．3．3 2100r／min分析工况

4．4 本章小结

第5章 基于模态分析的上车架结构改进

5．1 挖掘机结构声传递路径分析

5．2 上车架有限元模型的建立

5．3 上车架模态分析

5．4 上车架结构改进及效果预测

5．4．1 上车架结构改进思路

5．4．2 上车架结构改进方案

5．4．3 上车架结构改进效果预测

5．5 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢