第八讲动态测试数据处理.ppt

第八讲 动态测试数据处理 由于不同工程领域进行动态测试的要求、目的和对象的不同，所以对动态测试研究的侧重点不同。对于汽车产业而言，动态测试研究的重点是振动和噪声。 所谓噪声是指人们所不愿意听到的声音，而声音的实质是振动频率在一定范围内的机械纵波。由此可见，噪声也是由机械振动引起的。正因为如此，汽车振动试验的数据处理方法大多可用于噪声的研究。 汽车振动研究十分复杂，且涉及到多个层面，如汽车的行驶平顺性问题、汽车的结构强度问题等。关于汽车结构强度问题的动态研究已形成了一个独立的学科——《汽车的试验模态分析》，有兴趣的同学可以去研读相关的内容，本章的重点是以汽车行驶平顺性为例来讨论汽车动态测试的数据处理问题。 8.1 汽车行驶平顺性的试验评价 试验数据处理的目的是要对试验结果进行评价，为此我们先来了解一下汽车行驶平顺性的评价方法。 关于汽车行驶平顺性的试验评价，国际标准化组织多年的努力和各国专家的智慧均体现在国际标准ISO 2631中。我国也制定了相应的国家标准GB4970 《汽车行驶平顺性随机输入试验方法》。 国家标准GB4970中列出了三种汽车行驶平顺性试验的评价方法，即： 1/3倍频程分别评价 加速度加权均方根值评价 吸收功率等。 1/3倍频程分别评价和加速度加权均方根值评价 1/3倍频程分别评价和加速度加权均方根值的评价方法是基于人体对振动的反应而提出来的，其评价指标为：(1)舒适降低界限(用于客车和轿车)；(2)疲劳降低工作效率界限(用于货车和越野车)；(3)暴露极限。 舒适降低界限：与舒适有关，它用来评价人在车上是否能进行吃、读、写等正常活动。 疲劳降低功效界限：与持续工作效率有关。是指驾驶员所承受的振动在此界限内，是否能保持正常有效地驾驶操作。 暴露极限：人体承受的振动在此界限内应保持健康和安全。它是人体承受振动能量的上限。 吸收功率 吸收功率：是根据人体对振动强度的承受能力提出来的。由于国家标准中只给出了吸收功率的试验和计算方法,而没有相应的评价指标,所以此试验评价方法在实际中应用不多。然而,由于BK2512人体振动分析仪的大量引进，且该仪器系统的组成简单、使用十分方便，所以BK2512所采用的是另一种汽车行驶平顺性试验评价方法——总的加速度加权均方根值的评价方法，近些年已被补充进了国家标准GB4970。 一、三种试验评价方法的关系 1/3倍频程分别评价是将试验的分析频段按照 将其分为若干个频带，计算出每个频带上振动加速度的均方根值，然后将其与国家标准中的评价指标进行比较，以确定汽车行驶平顺性的水平。为了方便表达每个频带上的数值，按1/3倍频程所分出的每个频带均用中心频率 来表示。 加速度加权均方根值评价方法是利用频率加权函数 将人体最敏感频率范围以外的各频带人所承受的加速度均方根值 折算为等效4Hz～8Hz（垂直振动）、1Hz～2Hz（水平振动）的数值 。 （8-3） 将 与标准中最敏感频率范围(垂直振动:4Hz～8Hz,水平振动:1Hz～2Hz )内的评价指标(见图8-1)进行比较便可得到暴露时间 ， 越长，汽车的行驶平顺性越好。 二、三种评价方法的应用 关于汽车振动的研究，我国起步较晚，1985年才有相关的标准，即GB4970-85《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》。该标准的主体部分来自于国际标准ISO 2631，但只节选了其中乘员对振动反应的一部分。标准中列出了 倍频程分别评价、加速度加权均方根值的评价及吸收功率等三个试验方法及前两项试验的评价方法和最终的评价指标，即暴露时间 。用此方法较容易比较不同车辆行驶平顺性的优劣。暴露时间越长，汽车的行驶平顺性越好。GB4970于1996年作了一次修订，将原来的一个标准分解成了两个标准，即GB4970-1996《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》和QC/T-474-1999《客车平顺性评价指标及限值》。此两个标准加在一起的主体内容和原标准GB4970-85基本相同，但在评价方法和评价指标上做了一些修改，删除了吸收功率的试验内容，增加了加速度加权均方根值及等效均值（即总的加速度加权均方根值）的限。 8.2 震动信号的处理 在进行振动信号处理之前，应了解振动信号处理的基本要求，选配信号处理设备（如选用何种滤波器、什么样数据采集系统等）和对信号处理设备的参数进行设置，使之得到一个满意的试