NVH基礎(chǔ)知識(shí)分享學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1NVH基礎(chǔ)知識(shí)分享基礎(chǔ)知識(shí)分享第一頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。一、聲學(xué)相關(guān)第1頁(yè)/共36頁(yè)第二頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。第2頁(yè)/共36頁(yè)第三頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。第3頁(yè)/共36頁(yè)第四頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。 2020lg10lg20PPLPPLepep或第4頁(yè)/共36頁(yè)第五頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。 32lg10lg10*2lg10lg1020220220222PeeeeePLPPPPPPPLe第5頁(yè)/共36頁(yè)第六頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。第6頁(yè)/共36頁(yè)第七頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。第7頁(yè)/共36頁(yè)第八頁(yè)，編輯于星期六：二十

2、二點(diǎn) 三分。第8頁(yè)/共36頁(yè)第九頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。第9頁(yè)/共36頁(yè)第十頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。第10頁(yè)/共36頁(yè)第十一頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。不同頻率的噪聲對(duì)人的影響不一樣同樣聲壓級(jí)的高頻聲感覺會(huì)吵鬧一些，低頻聲則感覺安靜一些為使聲壓級(jí)更能表達(dá)人對(duì)噪聲的感受，采用了不同的計(jì)權(quán)聲壓級(jí)，如A、C、D計(jì)權(quán)。通常所說(shuō)的聲壓級(jí)都是指A計(jì)權(quán)聲壓，用dB(A)表示,與人對(duì)噪聲的感覺最接近。A計(jì)權(quán)中以1000Hz為基準(zhǔn)，低于1000Hz乘以小于1的系數(shù)，而大于1000Hz則乘以大于1的系數(shù)在以低頻噪聲為主的汽車噪聲中，A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)比不計(jì)權(quán)的聲壓級(jí)低得多多普勒效應(yīng)：聲源相對(duì)于

3、接收者運(yùn)動(dòng)時(shí)，其聲音頻率會(huì)發(fā)生變化第11頁(yè)/共36頁(yè)第十二頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。時(shí)間軸分貝值軸（請(qǐng)注意是否加權(quán)）第12頁(yè)/共36頁(yè)第十三頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。模擬信號(hào)：未經(jīng)數(shù)字化處理的連續(xù)信號(hào)。數(shù)字信號(hào)：數(shù)字化的離散信號(hào)，適用于計(jì)算機(jī)處理。l 數(shù)字信號(hào)處理傅里葉變換傅里葉變換（離散）快速傅里葉變換 FFT :乃是 DFT 在計(jì)算機(jī)上實(shí)施的一種快速算法， 該算法（稱基2 算法）要求N=2 M （M=log2N）， M 為正整數(shù)。方法的基礎(chǔ)是對(duì)數(shù)據(jù)序列實(shí)行奇偶分 解，使長(zhǎng)序列的DFT 變?yōu)槎绦蛄械腄FT第13頁(yè)/共36頁(yè)第十四頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。第14頁(yè)/共3

4、6頁(yè)第十五頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。在有加窗的情況下，重疊處理能更好地利用無(wú)重疊情況下被忽視的數(shù)據(jù)。第15頁(yè)/共36頁(yè)第十六頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。第16頁(yè)/共36頁(yè)第十七頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。0V0.5V1V1.5V2V2.5V3V3.5V4.5V5V5.5V6V6.5V7V7.5V4V0123456791011121314158t (s)V (v)0123456789101112131415這個(gè)信號(hào)采樣后得到序列: 6,11,9,4,1,6,11,10,5,1,5,10,10,5,1,5計(jì)算機(jī)也就是用這個(gè)序列來(lái)表示和存儲(chǔ)這個(gè)信號(hào)第17頁(yè)/共36頁(yè)第十八頁(yè)，編輯

5、于星期六：二十二點(diǎn) 三分。采樣率過低會(huì)使混淆問題變得嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果，如下圖所示。fs 2fmfs 2fm第18頁(yè)/共36頁(yè)第十九頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。第19頁(yè)/共36頁(yè)第二十頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。由于信號(hào)僅在一個(gè)采樣周期T 內(nèi)被測(cè)量，而DFT DFT 卻假定其表征了所有時(shí)刻的值。如果一正弦波在采樣時(shí)窗內(nèi)不是整周期采樣，其結(jié)果由于邊緣的不連續(xù)性，使得能量從本來(lái)的譜線處顯著地泄漏至相鄰頻域。泄漏是伴隨數(shù)字信號(hào)處理最嚴(yán)重的問題之一！第20頁(yè)/共36頁(yè)第二十一頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。 一是保證采樣周期同步于信號(hào)整周期； 二是保證在采樣周期的起點(diǎn)和終點(diǎn)處，信號(hào)

6、的幅值均為零（該方法的實(shí)現(xiàn)通常使用加窗的方式）。第21頁(yè)/共36頁(yè)第二十二頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。漢寧（HanningHanning）窗 這是在對(duì)隨機(jī)信號(hào)作一般目的分析時(shí)最常采用的窗。它具有拱形的濾波特性。區(qū)分小幅值鄰近頻率的能力較低，因此不適合小信號(hào)的精確測(cè)量。力（Force）窗這種窗用于錘擊法模態(tài)試驗(yàn)情況下的瞬態(tài)信號(hào)分析。它專用于削減激勵(lì)通道的雜散噪聲，如圖所示。在脈沖作用期間其取值為1，其余時(shí)間取值為0。指數(shù)（Exponential）窗這種窗也是用于瞬態(tài)信號(hào)的分析。目標(biāo)是使信號(hào)在采樣周期的終點(diǎn)衰減到接近于零。指數(shù)窗的數(shù)學(xué)表示式為et。由衰減指數(shù)可以確定在時(shí)窗的終點(diǎn)信號(hào)衰減的百分

7、率。第22頁(yè)/共36頁(yè)第二十三頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。某車型制動(dòng)噪聲的頻率分析結(jié)果頻率軸分貝值軸第23頁(yè)/共36頁(yè)第二十四頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。某車型制動(dòng)噪聲的頻率分析結(jié)果分貝值軸頻率軸顏色的深淺表示分貝值大小時(shí)間軸第24頁(yè)/共36頁(yè)第二十五頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。二、振動(dòng)相關(guān)第25頁(yè)/共36頁(yè)第二十六頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。模態(tài)-是指結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，每一個(gè)模態(tài)具有其特定的參數(shù)：固有頻率、阻尼比、模態(tài)振型、模態(tài)質(zhì)量、模態(tài)剛度、模態(tài)阻尼、極點(diǎn)、留數(shù)等。如平時(shí)我們說(shuō)白車身一階彎曲模態(tài)頻率為40Hz，這就指出了模態(tài)振型與固有頻率。如圖所示，某一零部件的一

8、階扭轉(zhuǎn)模態(tài)為，阻尼比為如圖所示，某一零部件的一階扭轉(zhuǎn)模態(tài)為，阻尼比為1.01%1.01%。以上就是。以上就是模態(tài)測(cè)試得出的結(jié)果。模態(tài)測(cè)試得出的結(jié)果。第26頁(yè)/共36頁(yè)第二十七頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。單自由度系統(tǒng)多自由度系統(tǒng) mx+ cx + kx = f (t)運(yùn)動(dòng)微分方程：運(yùn)動(dòng)微分方程：第27頁(yè)/共36頁(yè)第二十八頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。單自由度系統(tǒng)多自由度系統(tǒng) 我們把結(jié)構(gòu)中的全部阻尼均近似為一般粘性阻尼，把上面的時(shí)間域方程變換到拉氏域（復(fù)變量p），并假定初始位移和速度為零，得拉氏域方程： (Mp2+ Cp + K)X(p) = F(p) Z(p )X(p) = F(p)同

9、上得： H(p ) = Z-1(p)=Z：動(dòng)剛度 (p2【M】+ p 【C】+ 【K】)X(p) =F(p) Z(p ) X(p) =F(p)Z(p)：動(dòng)剛度矩陣傳遞函數(shù):傳遞函數(shù)矩陣:H(p)=Z(p)-1= adjZ(p)/detZ(p)伴隨矩陣行列式第28頁(yè)/共36頁(yè)第二十九頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。單自由度系統(tǒng)多自由度系統(tǒng)使傳遞函數(shù)分母為零的方程為系統(tǒng)特征方程，它的根，即為系統(tǒng)極點(diǎn)：無(wú)阻尼固有頻率：n=k/m臨界阻尼：c0=2mk/m=2mn衰減系數(shù)：=c/2m= n阻尼比：=c/c0或有阻尼固有頻率sr= = =同上系統(tǒng)極點(diǎn)：p1 0 pn p1* 0 pn*-1+j1 0

10、-n+jn -1-j10 -n+jn有阻尼固有頻率第29頁(yè)/共36頁(yè)第三十頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。單自由度系統(tǒng)多自由度系統(tǒng)單自由度傳遞函數(shù)可以表達(dá)為：同上： H(p ) = Z-1(p)= = =上式中的A1和A1*即為留數(shù)。H(p)=Z(p)-1= adjZ(p)/detZ(p)式中的Ar和Ar*即為留數(shù)。第30頁(yè)/共36頁(yè)第三十一頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。u 習(xí)題1、考慮一個(gè)M=2kg，C=4N/(m/s),K=5000N/M的單自由度系統(tǒng)，求其無(wú)阻尼固有頻率、阻尼比、極點(diǎn)、留數(shù)、傳遞函數(shù)。2、試討論質(zhì)量、阻尼、剛度三大振動(dòng)要素如何影響單自由度系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。第31頁(yè)/共

11、36頁(yè)第三十二頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。u 答案無(wú)阻尼固有頻率：極點(diǎn)：-1+阻尼比：留數(shù)：A1=(1/M)/j2w1=-j5.001*10-3g/kg傳遞函數(shù)：剛度增加，頻率增加；質(zhì)量增加，頻率減??；阻尼增加，頻率約小，振幅大幅降低。第32頁(yè)/共36頁(yè)第三十三頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。u 單點(diǎn)頻率響應(yīng)-第33頁(yè)/共36頁(yè)第三十四頁(yè)，編輯于星期六：二十二點(diǎn) 三分。u 多點(diǎn)頻率響應(yīng)穩(wěn)態(tài)圖- 穩(wěn)態(tài)圖（stabilization diagram）如下圖所示。方法是在某一頻響函數(shù)幅頻特性曲線，或多個(gè)頻響函數(shù)求和（累加）后的幅頻特性曲線上標(biāo)注文字符號(hào)，如果每次增加計(jì)算模態(tài)數(shù)后，得到的極點(diǎn)和留數(shù)