文档介绍：模态试验及工作变形分析在汽车车内噪声诊断中的应用
模态试验及工作变形分析在汽车车内噪声诊断中的应用
李艳斌张满良姜建中
(北汽福田汽车股份有限公司)
摘要:本文介绍了模态分析和工作变形的基本概念,并着重阐述了两者的区别和联系。通过
实例,介绍了这两种分析手段在汽车车内噪声诊断中的应用。
关键词:模态分析工作变形
Abstract:The paper introduces the basic principle of modal analyses and operating deflection
shape, and their difference and relationship. We present an application example in troubleshooting
the interior noise for a van.
Key words:Modal analyses Operating deflection shape
1、前言
模态分析技术从 20 世纪 60 年代后期发展至今已趋成熟,并被广泛的用于汽车设计和汽
车 NVH 性能的故障诊断中。汽车上的各个系统都是相互连接在一起的,相连接的系统的模
态一定要分开,否则它们之间就会发生共振。通过模态分析技术就可以得到各个子系统的模
态,进一步分析各个系统之间有没有模态耦合。由于国内汽车工业相对发达国家还比较落后,
部分新车型会存在振动或者噪声方面的问题,我们一般可以对样车进行工作变形分析。工作
变形分析是近些年才出现的新的故障诊断方法,它和运行模态一样,都是利用实际工况下的
响应信号计算得到有用的信息。工作变形分析可以使工程师们更直观的了解样车在实际工况
下的工作形式,为进一步的故障诊断提供依据。本文通过一个乘用车的降噪实例,来具体说
明模态分析和工作变形这两种分析方法是如何在汽车降噪中应用的。
2、模态分析、工作变形的定义
模态分析的定义
将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标,使方程组解耦,成为一
组以模态坐标及模态参数描述的独立方程,以便求出系统的模态参数。坐标变换的变换矩阵
为模态矩阵,其每列为模态振型。
工作变形的定义
ODS 即工作变形分析,是指实际工作状态下的试件振动的视觉体验,简而言之就是在
实际工作情况下试件怎么振动的。ODS 是指结构在某一特定频率、特定转速下的变形,所
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以也可以概括的定义为结构的受迫振动。不同的转速对 ODS 的结果可能会有一定的影响。
3、模态分析和工作变形的区别和联系
模态分析和工作变形之间的区别:
1)模态描述结构的共振,而一个工作变形仅仅描述了在某个特定频率或时间下的受迫
响应。
2)模态是共振结构的固有属性,工作变形可以定义到任何结构,共振或非共振结构均
可。
3)工作变形随着结构载荷的改变而改变,但模态不会。工作变形是任意的,取决于作
用在结构上的载荷。模态只有在结构属性(质量、阻尼和刚度)和边界条件改变时才相应改
变。
4)工作变形可以回答“结构是如何运动的?”这个问题,而模态振型没有单位所以无法
回答上述问题。