專利名稱：一種動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)識(shí)別裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)分析裝置，特別是涉及一種汽車動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù) 的識(shí)別裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)向著提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率和車身輕量化的方向發(fā)展，采用新型高強(qiáng)度 輕質(zhì)材料可以減輕整車質(zhì)量，而發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量卻難以減輕，使發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量在整車質(zhì)量中 所占比例有所上升。故發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)對(duì)整車的影響有所提高，成為車輛的一個(gè)主要振源，其 振動(dòng)經(jīng)懸置系統(tǒng)傳遞后引起車身的振動(dòng)。為了優(yōu)化動(dòng)力總成對(duì)整車NVH [Noise (噪聲)、 Vibration (振動(dòng))、Harshness (聲振粗糙度)]性能的振動(dòng)影響，動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)識(shí) 別在動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)和匹配就顯得尤為重要。一般動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)識(shí)別是通過擬合傳遞函數(shù)(Frequency Response Functions)得到模態(tài)三個(gè)主要參數(shù)(模態(tài)頻率、阻尼比、模態(tài)振型)，而傳遞函數(shù)需要通過在 被測(cè)結(jié)構(gòu)上施加一定特征的激勵(lì)力，得到結(jié)構(gòu)在一定自由度下的振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)才能獲得。 因此，在傳統(tǒng)剛體模態(tài)參數(shù)識(shí)別過程中，必須測(cè)量激勵(lì)力。對(duì)于許多民用工程和機(jī)械設(shè)備，由于它們的尺寸、形狀、易碎、位置等因素，很難通 過激振器或者力錘激勵(lì)，而且也由于這些民用工程設(shè)備在外界力及機(jī)械在自身產(chǎn)生的振動(dòng) 條件下，例如風(fēng)力、行駛的車輛及工作中的發(fā)動(dòng)機(jī)等，在這些情況下，激勵(lì)力的獲取是很難 的，有些甚至是不可能的。因此，需要一種新的測(cè)試裝置，在不需要獲得激勵(lì)力的條件下，識(shí) 別出動(dòng)力總成的剛體模態(tài)參數(shù)。公告日2008年11月19日、公告號(hào)為CN201152811Y的動(dòng)力總成實(shí)驗(yàn)裝置公開了 這樣的技術(shù)方案它包括發(fā)動(dòng)機(jī)和測(cè)功機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器連接，變速器的輸出軸分別和左 半軸、右半軸相連，右半軸由右聯(lián)軸器和上傳動(dòng)齒輪相連，上傳動(dòng)齒輪和右中間齒輪嚙合， 右中間齒輪由中間軸固定，右中間齒輪和下傳動(dòng)齒輪嚙合，下傳動(dòng)齒輪上固連傳動(dòng)軸，傳動(dòng) 軸的另一端固連下被動(dòng)齒輪，下被動(dòng)齒輪和左中間齒輪下側(cè)嚙合，左半軸通過中聯(lián)軸器和 上被動(dòng)齒輪連接，上被動(dòng)齒輪和左中間齒輪上側(cè)嚙合，左中間齒輪的輸出軸由左聯(lián)軸器和 測(cè)功機(jī)的主軸固連，測(cè)功機(jī)固定于基礎(chǔ)平臺(tái)上。它采用了新形式的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，減少一臺(tái) 測(cè)功機(jī)，能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)總成的性能和耐久性等進(jìn)行試驗(yàn)?？梢钥闯鲈摲桨覆荒軐?duì)動(dòng)力總成 剛體模態(tài)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，更不能對(duì)模態(tài)參數(shù)進(jìn)行識(shí)別。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種在無需識(shí)別激勵(lì)力的情況下，能夠識(shí) 別出動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)的新型識(shí)別裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)識(shí)別裝置，包括激勵(lì)源、加 速度傳感器，數(shù)據(jù)采集設(shè)備、計(jì)算機(jī)，加速度傳感器設(shè)置在動(dòng)力總成剛體測(cè)量點(diǎn)表面，并且 連接到數(shù)據(jù)采集設(shè)備，數(shù)據(jù)采集設(shè)備與計(jì)算機(jī)連接。加速度傳感器通過托架粘接在測(cè)量點(diǎn)表面，避免打孔安裝。加速度傳感器接收到激勵(lì)源引發(fā)的振動(dòng)后，通過數(shù)據(jù)采集設(shè)備傳送到 計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，經(jīng)過特定算法識(shí)別出動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)。作為優(yōu)選，加速度傳感器分布在動(dòng)力總成剛體結(jié)構(gòu)的幾何形體線上。動(dòng)力總成為 整車安裝狀態(tài)，測(cè)量點(diǎn)的分部要大致勾勒出被測(cè)結(jié)構(gòu)的幾何形狀。作為優(yōu)選，加速度傳感器通過托架粘接固定在動(dòng)力總成測(cè)量點(diǎn)上。為防止打孔安 裝而影響動(dòng)力總成剛體結(jié)構(gòu)參數(shù)，將加速度傳感器通過鋁制托架粘接在測(cè)量點(diǎn)上。作為優(yōu)選，計(jì)算機(jī)中設(shè)置有數(shù)據(jù)分析處理裝置。該數(shù)據(jù)分析處理裝置能夠進(jìn)行數(shù) 據(jù)采集、參數(shù)設(shè)置、構(gòu)建動(dòng)力總成的初始幾何模型，并將采集的振動(dòng)時(shí)域原始數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里 葉分析、傳遞函數(shù)構(gòu)建、模態(tài)參數(shù)識(shí)別、模態(tài)參數(shù)與幾何模型關(guān)聯(lián)、模態(tài)振型動(dòng)畫顯示等處 理，最后識(shí)別出動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)。作為優(yōu)選，激勵(lì)源發(fā)出的激勵(lì)是通過人為方式施加的瞬態(tài)沖擊激勵(lì)，或通過發(fā)動(dòng) 機(jī)自身轉(zhuǎn)動(dòng)的寬頻帶激勵(lì)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的剛體模態(tài)參數(shù)識(shí)別裝置，本裝置僅 需測(cè)量動(dòng)力總成工作條件下的振動(dòng)加速度響應(yīng)即可通過數(shù)據(jù)處理裝置識(shí)別出剛體模態(tài)參 數(shù)，而不需要測(cè)量激振器或力錘激勵(lì)的激勵(lì)力，測(cè)量過程簡(jiǎn)單、直接、快捷，工作效率得到很 大的提高。

圖1是本實(shí)用新型示意圖；圖2是本實(shí)用新型數(shù)據(jù)處理裝置的數(shù)據(jù)采集流程圖；圖3是本實(shí)用新型數(shù)據(jù)處理裝置的數(shù)據(jù)處理流程圖；圖4為本實(shí)用新型的一個(gè)測(cè)試結(jié)果圖示。圖1中1是激勵(lì)源，2是加速度傳感器，3是數(shù)據(jù)傳輸線，4是數(shù)據(jù)采集設(shè)備，5是 網(wǎng)線，6是計(jì)算機(jī)，7是動(dòng)力總成剛體。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。圖1所示，一種動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)識(shí)別裝置，包括激勵(lì)源1、加速度傳感器2， 數(shù)據(jù)采集設(shè)備4、計(jì)算機(jī)6，加速度傳感器2設(shè)置在動(dòng)力總成剛體7測(cè)量點(diǎn)表面并且通過數(shù) 據(jù)傳輸線3連接到數(shù)據(jù)采集設(shè)備4，數(shù)據(jù)采集設(shè)備4通過網(wǎng)線5與計(jì)算機(jī)6連接。激勵(lì)源1 通過人為方式施加瞬態(tài)沖擊激勵(lì)，或發(fā)動(dòng)機(jī)自身轉(zhuǎn)速的寬頻激勵(lì)。加速度傳感器2位于動(dòng) 力總成剛體7表面，測(cè)量點(diǎn)分部能大致勾勒出被測(cè)結(jié)構(gòu)的幾何形狀既動(dòng)力總成剛體形狀。 加速度傳感器2通過鋁質(zhì)托架以強(qiáng)粘性膠水粘附在動(dòng)力總成測(cè)量點(diǎn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體一角通過激勵(lì)源1施加30N左右的瞬態(tài)沖擊激勵(lì)力，其方向與X、Y、 Z均成大約45°角，使得動(dòng)力總成在三個(gè)方向均有一定能量的激勵(lì)輸入，加速度傳感器2采 集各個(gè)測(cè)量點(diǎn)加速度信號(hào)，將信號(hào)通過數(shù)據(jù)傳輸線3傳輸給數(shù)據(jù)采集設(shè)備4，采集設(shè)備4對(duì) 原始時(shí)域信號(hào)進(jìn)行采樣及數(shù)字化處理，并通過網(wǎng)線5記錄到計(jì)算機(jī)6中，在整個(gè)測(cè)量時(shí)間20 秒內(nèi)不間斷的施加瞬態(tài)沖擊激勵(lì)力。參見圖2，該圖是設(shè)置在計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)處理裝置的數(shù)據(jù)采集流程圖。單元SOOl對(duì)加速度傳感器的基本參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；單元S002設(shè)置測(cè)量參數(shù)，此例中設(shè)置頻率范圍為 50Hz，最低截止頻率為1Hz，測(cè)試時(shí)間為20秒；單元S003依據(jù)前面設(shè)定，建立動(dòng)力總成初始 幾何模型；單元S004按設(shè)定時(shí)長(zhǎng)開始采集激勵(lì)力作用下的時(shí)域原始數(shù)據(jù)，并將所采集數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)待用。參見圖3，該圖是設(shè)置在計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的基本流程圖。單元SlOl將上述20秒時(shí)長(zhǎng)的時(shí)域原始數(shù)據(jù)調(diào)入，之后轉(zhuǎn)入單元S102，進(jìn)行短時(shí) 傅里葉分析后進(jìn)行奇異值分解、傳遞函數(shù)主分量構(gòu)建等操作；通過分析調(diào)整，在S103構(gòu)建 出所需要的傳遞函數(shù)，轉(zhuǎn)入單元S104進(jìn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)別操作，轉(zhuǎn)入單元S105將模態(tài)參數(shù)與 前述幾何模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)處理，在單元S106中進(jìn)行模態(tài)振型動(dòng)畫顯示，經(jīng)過調(diào)整最終得出實(shí) 際模態(tài)振型，從而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)的識(shí)別。圖4為應(yīng)用本實(shí)用新型對(duì)某款動(dòng)力總成剛體進(jìn)行測(cè)試時(shí)其中一個(gè)主要模態(tài)振型、 阻尼比及模態(tài)頻率圖示。圖中俯仰模態(tài)頻率為17. 79Hz，阻尼比1.851%。識(shí)別結(jié)果真實(shí)、可 信，比傳統(tǒng)動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)識(shí)別裝置方便快捷、效率高，而且結(jié)果亦準(zhǔn)確，因此，本實(shí) 用新型是一個(gè)比較新型的、可靠的動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)識(shí)別裝置。本動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)識(shí)別裝置具有如下一些優(yōu)點(diǎn)1)是在機(jī)械實(shí)際工作條 件下的測(cè)量響應(yīng)；2)測(cè)量過程簡(jiǎn)單、直接、快捷，僅僅需要測(cè)量振動(dòng)響應(yīng)的加速度傳感器 即可；3)該測(cè)量過程與工作變形分析試驗(yàn)類似，因此同時(shí)可以測(cè)量工作變形分析試驗(yàn)，即 Operating Deflection Shapes (ODS) ;4)不需要干預(yù)設(shè)備的正常運(yùn)行；5)真實(shí)的工作條 件、邊界條件、空間分布及真實(shí)的振動(dòng)響應(yīng)與力的頻率分布范圍。上面的實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外在閱 讀了本實(shí)用新型講解的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改， 但這些等價(jià)形式同樣屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求1.一種動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)識(shí)別裝置，包括激勵(lì)源、加速度傳感器，數(shù)據(jù)采集設(shè)備、 計(jì)算機(jī)，其特征在于所述加速度傳感器設(shè)置在動(dòng)力總成剛體測(cè)量點(diǎn)表面，并且連接到數(shù)據(jù) 采集設(shè)備，數(shù)據(jù)采集設(shè)備與計(jì)算機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)識(shí)別裝置，其特征在于加速度傳感器 分布在動(dòng)力總成剛體結(jié)構(gòu)的幾何形體線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)識(shí)別裝置，其特征在于所述加速 度傳感器通過托架粘接固定在動(dòng)力總成測(cè)量點(diǎn)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)識(shí)別裝置，其特征在于所述計(jì)算機(jī)中 設(shè)置有數(shù)據(jù)分析處理裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)識(shí)別裝置，其特征在于所述激勵(lì)源發(fā) 出的激勵(lì)是通過人為方式施加的瞬態(tài)沖擊激勵(lì)，或通過發(fā)動(dòng)機(jī)自身轉(zhuǎn)動(dòng)的寬頻帶激勵(lì)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)識(shí)別裝置，目的在于提供一種不需要測(cè)量激振器或力錘激勵(lì)的激勵(lì)力就能進(jìn)行動(dòng)力總成剛體模態(tài)參數(shù)識(shí)別的裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是包括激勵(lì)源、加速度傳感器，數(shù)據(jù)采集設(shè)備、計(jì)算機(jī)，加速度傳感器設(shè)置在動(dòng)力總成剛體測(cè)量點(diǎn)表面，并且連接到數(shù)據(jù)采集設(shè)備，數(shù)據(jù)采集設(shè)備與計(jì)算機(jī)連接。它測(cè)量過程簡(jiǎn)單、直接、快捷，工作效率得到很大的提高。
文檔編號(hào)G01H17/00GK201819802SQ20102052222
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者尤德林, 許志輝 申請(qǐng)人:寧波拓普制動(dòng)系統(tǒng)有限公司