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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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四、汽车整车构造详细高清图解

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来源：仿真秀App

振动汽车声学理论电机传动试验

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首次发布时间：2022-08-17

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