一種電機結構噪聲激勵源的貢獻量定量識別方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種電機結構噪聲激勵源的貢獻量定量識別方法，屬于電機結構聲學 設計領域，適用于電機主要激勵源對目標點結構噪聲貢獻量的定量分析并可W指導電機結 構聲學設計。
【背景技術】
[0002] 考核電機的結構振動噪聲，僅需測出其振動加速度級，但為了有效控制其結構振 動噪聲，必須準確找出起決定作用的激勵源，W便有針對性的采取改進措施，該就需要進行 電機主要激勵源的識別。電機主要激勵源的識別方法包括分步運轉法、頻譜對比法、相干分 析法和偏相干分析法等，分步運轉法是在不同的時間分別讓一個激勵源突出或者消失來找 到主要的激勵源，頻譜對比法通過激勵源和評估點在振動譜線的峰值對比來粗略確定主要 激勵源，相干分析法通過激勵源和評估點的相干系數來確定主要的激勵源，上述方法只能 粗略確定主要的激勵源而不能進行定量分析。針對上述激勵源識別方法存在的缺陷和不 足，將傳遞路徑分析技術用于激勵源對目標點結構噪聲貢獻量的定量計算；該方法基于試 驗數據建立準確的傳遞路徑模型，進行貢獻量評估，從而找出主要激勵源。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于，克服傳統電機激勵源識別方法只能粗略確定而不能定量分析 的不足，提供一種電機結構噪聲激勵源的貢獻量定量識別方法。
[0004] 本發明的技術方案是： 一種電機結構噪聲激勵源的貢獻量定量識別方法，步驟為： 步驟1，建立傳遞路徑分析模型：定義電機底腳結構噪聲的主要激勵源為定子鐵巧內 壁受到的電磁力和軸承受到的機械力，目標點為電機四個安裝腳緊靠安裝螺栓處，傳遞路 徑具體包括；非驅動端軸承內圈至底腳目標點、驅動端軸承內圈至底腳目標點、非驅動端支 撐板處的定子鐵巧內壁至底腳目標點、中屯、截面處的定子鐵巧內壁至底腳目標點、驅動端 支撐板處的定子鐵巧內壁至底腳目標點； 步驟2,測點布置；確定激勵源的等效激勵點和考核的目標點的位置，并根據激勵點確 定參考點的個數和位置； 激勵源一側為主動方，目標點一側為被動方，兩者在分界處通過禪合件連接起來，禪合 件與被動方的結合點作為激勵點；參考點的位置布置，不能距激勵點太近W避免頻響函數 的強烈禪合，也不能太遠W避免頻響函數的信噪比不高；參考點的個數一般為激勵點個數 的2倍W上，W滿足矩陣求逆過程中的數學變換要求； 步驟3,傳遞函數測試：拆除作為主動件的激勵源，利用傳遞函數測試裝置，進行鍵擊 法的傳遞函數測試，包括激勵點至參考點、激勵點至目標點的傳遞函數； 步驟4,工況響應測試；在額定工況下，利用工況響應測試裝置，進行參考點和目標點 的振動加速度響應測試； 步驟5,貢獻量計算；激勵點作為振動傳遞的開始點，每一個激勵點對應一條傳遞路 徑，定義每一個激勵點對應一條傳遞路徑均為線性系統，則目標點的振動才；< 等于激勵源 沿著不同路徑傳遞到目標點的能量疊加
【主權項】
1. 一種電機結構噪聲激勵源的貢獻量定量識別方法，其特征在于， 步驟1，建立傳遞路徑分析模型：定義電機底腳結構噪聲的主要激勵源為定子鐵芯內 壁受到的電磁力和軸承受到的機械力，目標點為電機四個安裝腳緊靠安裝螺栓處，傳遞路 徑具體包括：非驅動端軸承內圈至底腳目標點、驅動端軸承內圈至底腳目標點、非驅動端支 撐板處的定子鐵芯內壁至底腳目標點、中心截面處的定子鐵芯內壁至底腳目標點、驅動端 支撐板處的定子鐵芯內壁至底腳目標點； 步驟2,測點布置：確定激勵源的等效激勵點和考核的目標點的位置，并根據激勵點確 定參考點的個數和位置； 激勵源一側為主動方，目標點一側為被動方，兩者在分界處通過耦合件連接起來，耦合 件與被動方的結合點作為激勵點；參考點的位置布置，不能距激勵點太近以避免頻響函數 的強烈耦合，也不能太遠以避免頻響函數的信噪比不高；參考點的個數一般為激勵點個數 的2倍以上，以滿足矩陣求逆過程中的數學變換要求； 步驟3,傳遞函數測試：拆除作為主動件的激勵源，利用傳遞函數測試裝置，進行錘擊 法的傳遞函數測試，包括激勵點至參考點、激勵點至目標點的傳遞函數； 步驟4,工況響應測試：在額定工況下，利用工況響應測試裝置，進行參考點和目標點 的振動加速度響應測試； 步驟5,貢獻量計算：激勵點作為振動傳遞的開始點，每一個激勵點對應一條傳遞路 徑，定義每一個激勵點對應一條傳遞路徑均為線性系統，則目標點的振動等于激勵源沿 著不同路徑傳遞到目標點的能量疊加(=ΣΑ> 不同路徑至目標點的貢獻量Iif.，可 由激勵點的工作載荷和激勵點至目標點的傳遞函數相乘（P； :i得到，而工作載荷 采用矩陣求逆法（= 2)，即路徑點至參考點的傳遞函數矩陣的逆矩 陣[ffj二與參考點的工況響應目乘獲得。
2. 根據權利要求1所述的一種電機結構噪聲激勵源的貢獻量定量識別方法，其特征在 于，所述步驟3中傳遞函數測試時需斷開耦合系統；拆除電機的主動件轉子，基于錘擊法并 利用傳遞函數測試裝置測試激勵點至參考點、激勵點至目標點的傳遞函數，所述傳遞函數 測試裝置包括力錘、加速度傳感器、數據采集前端、PC機，將加速度傳感器布置在參考點和 目標點，力錘敲擊激勵點，力錘、加速度傳感器通過數據采集前端與PC機連接，數據采集前 端要采集的數據是：力錘敲擊激勵點產生的激勵力信號、參考點的振動加速度響應信號、目 標點的振動加速度響應信號，并經PC機數據處理為激勵點至參考點的傳遞函數、激勵點至 目標點的傳遞函數。
3. 根據權利要求1所述的一種電機結構噪聲激勵源的貢獻量定量識別方法，其特征在 于，所述步驟4中工況響應測試是利用工況響應測試裝置，測試參考點和目標點的工況響 應；所述工況響應測試裝置包括加速度傳感器、數據采集前端、PC機，將加速度傳感器布置 在參考點和目標點，加速度傳感器通過數據采集前端與PC機連接，數據采集前端要采集的 數據是：參考點和目標點在工況下的振動加速度響應。
【專利摘要】本發明是一種電機結構噪聲激勵源的貢獻量定量識別方法，包括傳遞函數測試、工況響應測試和貢獻量計算；建立電機“激勵源——路徑——響應”的傳遞路徑分析模型，并進行激勵點、目標點和參考點的測點布置；拆除電機的激勵源，利用傳遞函數測試裝置，采用錘擊法進行局部和全局的傳遞函數測試；額定工況運行狀態下，利用工況響應測試裝置，測試參考點和目標點的工況響應；利用貢獻量計算程序，計算電機主要激勵源對目標點結構噪聲的貢獻量。本發明解決了傳統識別方法只能粗略確定而不能定量分析的局限，實現了電機主要激勵源對目標點結構噪聲貢獻量的定量計算，并依據貢獻量大小識別主要的激勵源，以指導電機結構聲學設計。
【IPC分類】G01H17-00
【公開號】CN104880248
【申請號】CN201510234456
【發明人】余虎, 張國兵, 田磊, 譚登洪
【申請人】中國船舶重工集團公司第七一二研究所
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月7日