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整车传递路径(TPA)仿真分析流程及案例应用(附整车构造高清图)

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导读:传递路径分析(Transfer Path Analysis)可对复杂结构的振动噪声源及传递路径进行分解和排序,精准找到振动或噪声问题的根源,可应用于整车开发的整个流程中。
TPA有频域和时域两种算法,频域TPA用工作载荷的频谱乘以传递函数,得到该条路径的贡献量也是频域的;时域TPA用工作载荷的时域时间与传递函数的逆FFT做卷积,得到该条路径的贡献量也是时域的。
TPA分析其实就是从“源-路径-接受者”这三者进行识别和分析,常见的源有如路面、发动机或电机、冷却风扇等等,路径主要包括结构和声学路径,接受者主要是人的听觉和触觉(噪声和振动等)。
TPA可以通过试验进行,也可以通过仿真进行。从仿真的角度进行TPA分析的一般流程以及关键参数设置及后处理操作进行说明。
一、TPA基本理论
TPA分析主要是从整车的角度进行考察,即激励通过各条可能的路径传递给车内,包括结构声以及空气声。在中低频率下,主要以结构声为主;在高频率,如1000Hz以上,主要以空气声传递为主,本文主要从结构声的传递路径进行分析。

其中Xi为在某一位置的声学或结构响应;

(X/F)i为路径i的声学或结构传递函数;

Fi为来自路径i的接附点的传递力。

二、TPA分析一般设置
1、 TPA分析通常有两种方法,一种是一步法TPA,首先需要计算可能的关键接附点的作用力,这个接附点定义需要熟悉整车结构以及工作原理,不能遗漏可能的路径,即下图中的point mobility;其次,计算定义的所有关键接附点的传递函数,包括噪声传递函数和振动传递函数等;然后通过这些接附点的力和计算的传递函数进行TPA计算。
2、第二种是两步法TPA,该方法将接附点的力和传递函数集成在一个文件中,即通过这一个文件进行整车TPA计算

表1 一步法关键字定义

其中,CONPT为定义的可能的传递路径接附点SET,为被动侧点;
RID为响应点ID,可为振动或噪声,一般为噪声点,即GRIDC;
RTYPE为响应类型,可为位移、速度或加速度;
CONEL为接附点弹性连接单元,如衬套cbush单元;
CONREL为接附点刚性连接单元,如球铰rbe2单元,非必选;
CONVOL主要用于定义control volume,最新版本有这个定义,老版本没有,可采用默认。
① CONPT定义,CONPT为定义的可能的传递路径接附点SET,为被动侧点。


② RID定义为响应点ID,可为振动或噪声。 

③ CONEL接附点弹性连接单元,将所有可能的路径点弹性单元选取;


3、求解工况及参数设置
如已知发动机垂向激励载荷,利用TPA进行贡献量分析,并分析其27Hz时的响应峰值原因。

4、TPA分析结果处理

注:TPA响应结果显示,其中蓝色线为各条路径叠加计算的总响应,红色线为直接求解得到的响应,一般两条曲线基本重合。

TPA分析结果中,包括路径贡献、传递函数、接附点作用力以及接附点的刚度等。如需要考察在27Hz时的TPA分析结果,如下所示。

三、整车噪声优化实际案例
某型车在研发阶段,后排乘客在粗糙路面出现轰鸣。通过TPA分析,找到主要贡献工况和区域,通过结构优化设计。
经实车路试验证,整车噪声优化方案降低2-3dB(A),效果明显,通过测试评价整体状态满足要求。

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汽车整车分析核心技术-TPA仿真分析流程与案例应用(含关键参数设置)

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四、汽车整车构造详细高清图解

       
       


       


       


       


       


       


       


       


       


       


       


       


       


       


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来源:仿真秀App
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首次发布时间:2022-08-17
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