車身模態(tài)測(cè)試與分析日期姓名許春民2012.9.141.模態(tài)分析定義及分類2.模態(tài)測(cè)試3.車身整體模態(tài)4.車身局部模態(tài)5.車身靈敏度目錄1.1

結(jié)構(gòu)模態(tài)一般地，以振動(dòng)理論為基礎(chǔ)、以模態(tài)參數(shù)模態(tài)為目標(biāo)的分析方法，稱為模態(tài)分析。更確切地說，模態(tài)分析是研究系統(tǒng)物理參數(shù)模型、模態(tài)參數(shù)模型和非參數(shù)模型的關(guān)系，并通過一定手段確定這些系統(tǒng)模型的理論及其應(yīng)用的一門學(xué)科。振動(dòng)結(jié)構(gòu)模態(tài)分析則是指對(duì)一般結(jié)構(gòu)所做的模態(tài)分析。理論模態(tài)分析以線性振動(dòng)理論為基礎(chǔ)，研究激勵(lì)、系統(tǒng)、響應(yīng)三者的關(guān)系。非參數(shù)模型模態(tài)參數(shù)模型物理參數(shù)模型物理參數(shù)模型模態(tài)參數(shù)模型非參數(shù)模型1.2模態(tài)分析分類1.模態(tài)分析定義及分類2.模態(tài)測(cè)試2.1模態(tài)測(cè)試的方法1、激振器法2、力錘法2.1模態(tài)測(cè)試的方法2.1.1激振器法模態(tài)測(cè)試圖1試驗(yàn)測(cè)量分析系統(tǒng)聯(lián)接關(guān)系圖激振器功率放大器激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器零部件模態(tài)測(cè)試分析系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)采集前端力傳感器加速度傳感器若干個(gè)2.1模態(tài)測(cè)試的方法2.1.2力錘法模態(tài)測(cè)試圖2試驗(yàn)測(cè)量分析系統(tǒng)聯(lián)接關(guān)系圖力錘零部件模態(tài)測(cè)試分析系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)采集前端力傳感器加速度傳感器若干個(gè)2.2模態(tài)測(cè)試邊界條件及激勵(lì)、響應(yīng)點(diǎn)選取2.2.1懸掛方式：自由-自由方式，用橡皮繩懸掛零部件，確保橡皮繩處于彈性狀態(tài)。2.2.2激勵(lì)方式與激勵(lì)點(diǎn)：激勵(lì)方式有SISO、SIMO、MIMO3種；在選取激振點(diǎn)位置前，需要觀察結(jié)構(gòu)的特性，應(yīng)避開結(jié)構(gòu)模態(tài)的節(jié)點(diǎn)，選擇結(jié)構(gòu)上剛性較大的點(diǎn)，以便于激勵(lì)起結(jié)構(gòu)更多的模態(tài)。2.2.3測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)及位置：所選測(cè)點(diǎn)要能反應(yīng)結(jié)構(gòu)的外型特征，根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康募敖Y(jié)構(gòu)特性增加或減少測(cè)點(diǎn)，除了在感興趣的區(qū)域多布響應(yīng)點(diǎn)的原則外，應(yīng)使響應(yīng)點(diǎn)在試件上某種程度的均勻分布傳感器。響應(yīng)點(diǎn)盡可能地避開各階模態(tài)節(jié)點(diǎn)。2.3模態(tài)測(cè)試參數(shù)設(shè)置2.3.1建立試驗(yàn)?zāi)Ｐ?.3模態(tài)測(cè)試參數(shù)設(shè)置2.3.2通道設(shè)置2.3模態(tài)測(cè)試參數(shù)設(shè)置2.3.3傳感器標(biāo)定2.3模態(tài)測(cè)試參數(shù)設(shè)置2.3.4激勵(lì)信號(hào)選擇與量程設(shè)置2.3模態(tài)測(cè)試參數(shù)設(shè)置2.3.5采樣率及窗函數(shù)的選擇2.3模態(tài)測(cè)試參數(shù)設(shè)置2.3.6信號(hào)質(zhì)量檢查檢查每個(gè)通道的信號(hào)是否在分析時(shí)間里衰減到0；如果信號(hào)并沒衰減到0，延長(zhǎng)分析時(shí)間，即提高頻率分辨率，或者調(diào)節(jié)衰減百分比，但最低不能低于50%。2.3模態(tài)測(cè)試參數(shù)設(shè)置2.3.7測(cè)試函數(shù)選取及測(cè)試界面選取測(cè)試函數(shù)開始測(cè)試2.4模態(tài)測(cè)試與分析2.4.1相干函數(shù)檢查若r2≈1,說明x(t)與f(t)之間有良好的線性因果關(guān)系；r2＜1，則說明信號(hào)受到干擾噪聲的“污染”，或者系統(tǒng)有顯著的非線性因素。注：在我們測(cè)試所關(guān)注的頻段范圍內(nèi)，一定要保證相干系數(shù)大于0.9。相干函數(shù)（Coherence）2.4模態(tài)測(cè)試與分析2.4.2激振器力譜-自功率譜（Autopower）檢查注：在我們測(cè)試所關(guān)注的頻段范圍內(nèi)，一定要保證激振器力的自功率譜沒有衰減。自功率譜表示信號(hào)中的平均功率是如何按頻率分布的。在實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析中，自功率譜用于計(jì)算平均頻響函數(shù)以及評(píng)判力輸入信號(hào)的質(zhì)量。2.4模態(tài)測(cè)試與分析2.4.3力錘-力譜（PSD）檢查注：要保證力譜曲線光滑，無雙擊；在我們測(cè)試所關(guān)注的頻段范圍內(nèi)，一定要保證力譜沒有衰減。2.4模態(tài)測(cè)試與分析2.4.4頻響函數(shù)（FRF）檢查頻響函數(shù)表示響應(yīng)信號(hào)與輸入信號(hào)在頻域上的比值注：頻響曲線應(yīng)光滑，在頻響函數(shù)曲線的峰值處，所對(duì)應(yīng)的相位發(fā)生突變。2.4模態(tài)測(cè)試與分析2.4.5穩(wěn)態(tài)圖分析2.4模態(tài)測(cè)試與分析2.4.6剛體模態(tài)及彈性體模態(tài)分析通過零部件的剛體模態(tài)可以驗(yàn)證響應(yīng)點(diǎn)的加速度傳感器方向是否測(cè)試正確。通過零部件的彈性模態(tài)可以得到各階固有頻率對(duì)應(yīng)的振型變化。

2.4模態(tài)測(cè)試與分析2.4.7模態(tài)驗(yàn)證2.4模態(tài)測(cè)試與分析2.4.8模態(tài)擬合3.車身整體模態(tài)

整車是一個(gè)系統(tǒng)，它是由內(nèi)飾車身，進(jìn)一步講是由白車身搭載各個(gè)子系統(tǒng)而成，所以整車模態(tài)與內(nèi)飾車身模態(tài)、白車身模態(tài)之間有必然的關(guān)聯(lián)性。通過分析大量的測(cè)試與CAE數(shù)據(jù)，可總結(jié)出三者之間的聯(lián)系，可用于車身前期NVH的開發(fā)與控制，特別是白車身模態(tài)控制，提前預(yù)估出整車的模態(tài)頻率，確保各子系統(tǒng)的模態(tài)頻率有充分的避頻。3.2IX35白車身模態(tài)測(cè)試分析各階頻率固有頻率(Hz)振型描述Mode129.2頂棚天窗Z向彎曲Mode230.8一階扭轉(zhuǎn)模態(tài)Mode338.9發(fā)動(dòng)機(jī)艙橫向擺動(dòng)Mode446.1扭轉(zhuǎn)模態(tài)、天窗后端橫向錯(cuò)動(dòng)Mode553.7一階彎曲模態(tài)、天窗Z向彎曲較大Mode656.5彎曲模態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)艙呼吸運(yùn)動(dòng)、天窗Z向彎曲較大IX35一階扭轉(zhuǎn)模態(tài)IX35一階彎曲模態(tài)4.車身局部模態(tài)4.1局部模態(tài)帶來的振動(dòng)噪聲問題板結(jié)構(gòu)振動(dòng)對(duì)車內(nèi)的聲輻射局部結(jié)構(gòu)模態(tài)與聲腔模態(tài)的耦合機(jī)艙局部模態(tài)與發(fā)動(dòng)機(jī)怠速激勵(lì)頻率耦合4.2車身局部模態(tài)的控制方法提高剛度或增加頻率阻尼處理（如粘貼阻尼膠、補(bǔ)強(qiáng)膠等）布置動(dòng)態(tài)吸振器改變質(zhì)量分布音響位置的補(bǔ)強(qiáng)膠前車門整體結(jié)構(gòu)外蒙皮上的阻尼膠5.車身靈敏度5.1車身原點(diǎn)動(dòng)剛度車身與發(fā)動(dòng)機(jī)懸置、車身與副車架、車身與前后懸架、排氣系統(tǒng)車身側(cè)掛鉤處、后橋拉桿與車身連接處、懸架與副車架連接處原點(diǎn)動(dòng)剛度。車身接附點(diǎn)原點(diǎn)動(dòng)剛度目標(biāo)值：主受力方向不小于1*107N/m，非主受力方向不小于5*106N/m。X向Y向Z向C201發(fā)動(dòng)機(jī)左懸置C201發(fā)動(dòng)機(jī)左懸置與車身側(cè)原點(diǎn)動(dòng)剛度5.2聲振傳函（NTF）X向Y向Z向懸置、副車架、懸架、控制臂、阻尼器、排氣吊耳車身側(cè)接附NTF目標(biāo)值：懸置、懸架、副車架≦55dB/N，排氣系統(tǒng)、后副車架橫拉桿縱拉桿≦60dB/NC201發(fā)動(dòng)機(jī)左懸置與