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OTPA结合声场分析在路噪开发中的应用

来源:左耳 时间:2022/5/28
摘要:针对纯电动汽车低频路噪问题,提出将工况传递路径0TPA(OperationalTransferPathAnalysis)与声场分析相结合的识别和控制方法。针对某款纯电动汽车25Hz~32Hz频带低频路噪问题,通过OTPA分析确定尾门是车内低频声的主要贡献路径;通过车内声场分析车内低频声分布的特点,确定尾门和上车体顶棚与车身的相对振动在车内产生低频驻波;对尾门的安装约束状态进行优化以降低尾门振动,降低噪声峰值6.5dB(A),主观感受改善明显。该方法提供了OTPA与传统的试验分析方法相结合的思路,拓展了OTPA在路噪开发中的应用。汽车噪声、振动与声振粗糙度(NVH)是衡量汽车性能的重要指标之一,它是汽车驾乘舒适性最直接的表现。纯电动汽车比燃油汽车行驶时更安静,因而其路面噪声和风噪声更容易引起乘员的注意。各地区交通基础设施发展水平不同,路面情况复杂,路面噪声(路噪)是目前用户抱怨较多的问题,其中低频路噪(Hz以下)最容易使人产生烦扰感受。由于功能结构上的差异,通常两厢车的路噪问题比三厢车更严重。两厢车型车内所有的舱室壁板都直接暴露在舱内,更容易使结构振动激励起的低频噪声形成声-固耦合效应,导致车内沉闷烦扰,产生路噪抱怨。路噪产生机理比较复杂,只有找到关键路径才能解决问题。1路噪机理及控制方法路面噪声通常按传播方式分为结构传播噪声和空气传播噪声。路面的细小坑洼和轮胎的跌撞产生激励力,激发轮胎空腔和结构模态,通过轮辋传递到底盘和车身结构,激起车身及其附件产生振动响应进而辐射噪声,其频率一般低于Hz,属于中低频结构传播噪声。空气传播噪声主要为路面与轮胎花纹的相互作用,使轮胎花纹块产生泵气效应和自激振动发出的噪声,空气传播噪声的频率一般大于Hz。根据路噪产生的机理,从源-路径-响应可以制定不同的控制策略。路噪问题的解决措施和效率,取决于如何找到主要的传递路径。采用OTPA方法可以快速完成关键路径的查找,然后通过声场分析,明确低频路噪的辐射特性,再结合关键路径的工作模态振型,针对问题点进行结构优化,改善某型纯电动汽车(BladeElectricVehicles,BEV)的低频路噪问题。2OTPA方法原理传统TPA(TransferPathAnalysis)方法是将测试对象作为线性系统进行分析,见图1,将选定的输入通道和输出通道之间的传递函数Hmn(ω)线性化来获得传递路径贡献量的分析方法。车内目标点m的响应可表示为n条传递路径所产生贡献量的线性叠加:式(1)中:ym(ω)是车内响应点m得到的总响应;Hmn(ω)是响应点m与激励点n之间的传递函数;xn(ω)是激励点n产生的激励力。OTPA在运行工况下进行路径贡献量分析,针对复杂路径下多个激励和多个响应点的情形,定义m和n为系统输入和输出自由度的数量,式(1)可扩展为多输入多输出的系统:式(2)中:yj(ω)是系统第j个输出信号;xi(ω)是系统第i个输入信号;Hij(ω)是系统第i个输入到第j个输出之间的传递函数。将式(2)以矩阵形式表达为传递函数矩阵H通过运行工况下测试的输入输出数据采用H1方法估算得到:式(4)中:Gxx是输入变量自功率谱矩阵;Gxy是输出变量与输入变量互功率谱矩阵。由于分析对象处于动态运动中,会存在路径串扰和信号噪声等各种干扰因素,导致输入信号之间也会产生相关性。通过使用奇异值分解(SingularValueDe

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