振动与动态测试����年第�期瞬态激励及在汽车发动机模态试验中应用汤德满徐庆华�南京航空学院�孙国祯俞影�南京汽车研完所�摘要本文绘述了单点,多点,随机啼态激励的基本方法及频响函数估计,并应用单点和多点锤击法付自行设计的���发动机汽耘与国外进口的低噪音汽敷��������进行了模态付比试验,为改进自行设计产品质量提供依据�启介�去�—、日幼曰设计一台新型汽车发动机需要考虑许多动力学问题,这些问题影响汽车的噪音水平、有效载荷、燃料消耗等。特别是发动机噪声已成为工业发达国家的社会注目问题。噪声的主要振源是宽频带的脉冲激励,再加上周期性的机械运动,这就对缸体的动力学设计和噪声控制带来相当大的困难。目前一个先进的设计思想是将有限元素法�����,计算机辅助设计�����,或更广一些,计算机辅助工程�����与试验模态分析�����或计算机辅助试验���尹�紧密结合起来,用试验结果来修正理论模型和设计图纸,最后达到用计算机辅助制造���来指导产品生产。南京汽车制造厂为���汽车进行的发动机���的振动模态试验是整个发动机大设计循环的一个环节,为与同类型国外低噪声汽车发动机缸体的设计作比较,同时也完成了�������缸体的模态试验。锤击法瞬态试验,由于它的简单激励方式和测试手段,被广泛应用于中小型结构的模态试验,特别是小阻尼钢结构。锤击法的主要缺点是激振能量小,信噪比低,致使一些低能量的模态被噪声淹没而不能识别出来。为改善锤击法的测试质量,发展了随机瞬态激励〔”和多点瞬态激励〔“’,以及多输入多输出的频响函数估计技术「“一�’。本文综合讨论瞬态激振技术及在���和��������模态试验中的应用。二、瞬态激励频响函数模态参数识别主要从测量的频响函数矩阵中提取模态参数信息,测量数据的品质是极为重要的,本文主要讨论如何用瞬态激励方法得到频响函数。��单点多次瞬态滋励设锤击力为瞬态滋锄及在汽车发动机模态试脸中应用�。�《�《�������一一‘、声���则输入为������。���������,响应为������。����。二���,声,假设噪声是互不相关的�对以上两其中刀,���和斤����为输入输出噪式进行付氏变换并用谱密度表示可写为又�又。�泞。泞�“�,���,,�二��又。,。���真实的频响函数为�。�一圣迪�,。�����有测量噪声的频响函数为�一导一�。������,�,。卜一熟厂以了,�宁。王���相干函数为,李,���里������,���如果测量是�次平均,而且测量噪声是平稳随机过程,则风�将随着”的增加明显下降,这可从相干函数曲线的测量得到班胡�男外,侧试中由子“般锤击力错在高频附要下降的,才李就会增大,这就会造成高频段的频响函数测试质量降低。相干函数是评估测试质量的一个有用指标,当各阶共振频率的半功率带宽处的相干函数小于���弓左右,就应该检验测试系统和试件的装夹以及锤击力幅的大小���单点防桩晓悉盆角公式��的锤击力谱为��。��鱼亘卫匹工二二�瞬态力的谱密度为�����������若����二二�二���如果随机瞬态激励的时间间隔�。是随机分布,力幅瓜也是随机的�‘二�,�,…�,列的力幅�‘与�。����之比为刀,��‘��。,则有���设第��《��《�‘��其它����,‘�、一一、�产二宜�了�、介和�个样本的随机瞬态力的平均谱密度为�刃��。���习刀青����很明显随机瞬态激励输入能量要比单次大�如果刀���,则输入能量比单次增加。倍,这就大大克服了瞬态激励的主要弱点�同时由于夕‘是正态分布的,它兼备了随机激振的主要忱点,可消除试验结构的非线性的影响�振动与动态测试����年第�期��多点多次瞬态激励为简化讨论,暂考虑两点��和��激励,一点���响应的情况,输入输出信号经付氏变换后有、�产、,尹、�了��产�了‘、‘‘、,占��、��������,��������������������不失一般性,将��式中��去掉,则第‘次锤击时有�������������������一�,�,…��次锤击的矩阵方程为�...
