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IPEmotion的 NVH噪聲測試模塊——坎貝爾圖

供稿:北京風丘科技有限公司 2021/1/22 17:17:45

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  • 關鍵詞: IPETmotion NVH噪聲測試模塊 坎貝爾圖
  • 摘要:德國IPETRONIK的IPEmotion軟件在汽車NVH試驗中的噪聲測試已得到廣泛應用。本文將對噪聲分析元件使用做出介紹。

德國IPETRONIK的IPEmotion軟件除了可以對之前介紹的熱管理試驗及熱管理臺架試驗、電性能試驗、道路試驗等各種進行基本的溫度、模擬量、數字信號的采集分析外,無論專業版、開發版還是分析版均支持噪聲分析模塊,該模塊支持噪聲數據離線后處理,包括Campbell圖操作、總體層級分析以及階次濾波器。所以該軟件在汽車NVH試驗中的噪聲測試已得到廣泛應用。

本文將對噪聲分析元件使用做出介紹。

  • Campbell:坎貝爾操作基于FFT操作,通過添加附加的濾波加權函數在分析工作界面內的Campbell顯示元件中顯示數據。

  • 總體層級分析與Campbell操作設置相同,運用總體層級分析能夠確定對聲級影響最大的頻率范圍,從而調查聲源,操作結果以X-Y圖顯示。

  • 階次濾波器支持與Campbell操作幾乎相同的配置設置。主要區別在于階次濾波器不支持任何重疊配置。

針對Campbell操作的主要設置
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FFT設置:

  • 分辨率:分辨率與用于計算FFT的采樣數有關。根據選定的分辨率,計算相應的頻率和塊持續時間:塊持續時間=分辨率/采樣率,頻率分辨率=采樣率/分辨率。增加FFT分辨率時,提高了序列的精確度,但同時降低了時基的精度。

  • 參考通道:標準配置中,所有FFT都是相對于時間基礎計算。在噪聲分析中,更合理的是針對測量聲音和振動頻率相關的另一個通道。發動機轉速(RPM)通道是研究聲學影響的一個常用通道。

  • 窗函數:FFT分析中為了減少或消除頻譜能量泄露及柵欄效應采用不同的截取函數對信號進行截短,即使用窗函數。泄露與窗函數頻譜的兩側旁瓣有關。

  • 步長定義:Overlap:重疊函數,數據文件中包含的所有數據進行計算FFT。根據因子(%)可以定義FFT計算的重疊部分,即FFT計算中包含前一個數據塊的數據量。Absolute:定義FFT計算的絕對步長,默認值通過公式計算得到:(Max-Min)/500。

Weighting設置:

權重設置對于Campbell分析十分重要。IPEmotion中定義了相關縮放模式及推薦的參考值。通過加權函數,可以根據人的聽覺來補償不同的聲壓級。參考值取決于應用,選擇或添加與源通道單位匹配的權重因子即可。

  • 縮放模式:線性縮放/dB無權重/dB A加權/dB B加權/dB C加權/dB D加權(A加權模擬人耳對40方純音的響應;B加權模擬人耳對70方純音的響應;C加權模擬人耳對100方純音的響應;D加權主要用于飛機噪聲的評價)

  • dB參考權重因子:Sound pressure(2E-05 Pa)/Acceleration(1E-06 m/s2)/Force(1E-06 N)/Pressure pulsation(1E-06 Pa)/Sound power(1E-12 W)/Sound particle velocity(5E-08 m/s)

  • 權重類型:RMS(均方根)/Peak value(峰值)/Peak to Peak value(峰峰值)

分析實例1-振動臺噪聲分析

源數據:振動臺振動加速度數據

采樣率:1kHz

步驟一:對源數據進行重采樣

數據按采樣率4kHz,線性插值模式進行重采樣。該步驟視實際測試情況而定。

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步驟二:添加坎貝爾操作(基于時間)

FFT參數設置:

分辨率:16384;

參考通道:基于時間;

窗函數:Hanning(如果測試信號有多個頻率分量,頻譜表現十分復雜,且測試的目的更多關注頻率點而非能量的大小,需要選擇漢寧窗,如果被測信號是隨機或未知的,也可以選擇漢寧窗)

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Weighting參數設置:

縮放模式:dB B加權(B加權模擬人耳對70方純音的響應);

dB參考權重因子:Acceleration(1E-06 m/s2)與源通道單位匹配即可;

權重類型:RMS(均方根)

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步驟三:分析工作界面添加坎貝爾顯示元件

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根據坎貝爾圖,可以得出,基于時間,振動臺在振動頻率為60Hz-200Hz之間產生的噪聲為主要噪聲來源。

分析實例2-發動機噪聲總體層級分析

步驟一:添加總體層級分析操作

該運算設置與坎貝爾運算設置基本相同,以下只列出特殊設置步驟。

a.FFT設置中參考通道需要選擇發動機轉速通道(rpm)

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b.頻率域設置(該設置有助于確定對于聲級影響最大的頻率范圍內的噪聲聲源)

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c.分析工作界面添加X-Y顯示元件

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根據總體層級分析圖,可看出在三個不同轉速范圍內,60Hz至250Hz范圍內有強烈影響,其中1340rpm、1700rpm~1800rpm和2420rpm影響最大,同樣,在60Hz或更小范圍內的低頻區域對整體聲音水平的影響很小。   

審核編輯(王靜)
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