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摩托車消聲器振動測試

作者: 時間:2013-11-11 來源:網(wǎng)絡 收藏


3.2 測試加速度頻譜分析

對測試加速度時域信號做 FFT,得到其所對應的頻譜。通過頻譜圖可以看出振動的主要頻率成分特征,從而判斷發(fā)動機激勵及路面激勵分別對振動的貢獻量。這里僅列舉發(fā)動機轉(zhuǎn)速4000rpm 和8000rpm 下前測點(后測點結果類似)Z 方向的振動加速度頻譜。

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圖4:4000rpm 惡劣路Z 方向加速度頻譜

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圖5:8000rpm 惡劣路Z 方向加速度頻譜

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圖6:4000rpm 鋪裝路Z 方向加速度頻譜

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圖7:8000rpm 鋪裝路Z 方向加速度頻譜

頻譜圖中可以很明顯地看出惡劣路面和鋪裝路面的區(qū)別,主要表現(xiàn)在路面激勵引起的低頻振動上。惡劣路面頻譜圖中低頻成分比較明顯,而鋪裝路面低頻成分幾乎不存在。路面激勵引起的低頻成分相對于發(fā)動機激勵等引起的高頻成分從能量上來說相對較小,尤其當發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高時表現(xiàn)更明顯。發(fā)動機轉(zhuǎn)速所對應頻率及倍頻成分很明顯,說明發(fā)動機激勵是振動進而可能產(chǎn)生疲勞問題的重要原因。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到9000rpm 左右后,發(fā)動機轉(zhuǎn)速對應頻率及倍頻成分引起的振動還是比較明顯,但是1000Hz 以上的高頻振動成分明顯增大,占振動能量的主要部分。

3.3 結構有限元分析

根據(jù)消聲器結構及實際約束狀態(tài)計算消聲器約束模態(tài)和在加速度載荷作用下的應力分布狀況。計算結果表明在約束狀態(tài)下三種消聲器方案200Hz 以下都具有3~4 個共振頻率存在,所以要想完全避開消聲器在使用過程中的共振是非常困難的。強度分析結果顯示外部加強的方案2 優(yōu)于內(nèi)部加強的方案1 且都明顯優(yōu)于原方案。

4.結論

通過對測試信號的分析可以確定引起消聲器產(chǎn)生振動的主要原因是發(fā)動機引起的激勵,路面激勵引起的振動相對較小。三種方案的約束模態(tài)在200~300Hz 頻率內(nèi)都存在,當發(fā)動機轉(zhuǎn)頻或倍頻達到該頻率時會引起共振,從頻譜及RMS 分析結果來看幅值不會放大很多。三種方案都無法完全避開該頻率段。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到9000rpm 后,測試結果顯示高頻(1000Hz以上)振動成分明顯增大,對消聲器的疲勞很不利。內(nèi)部加強和外部加強后,消聲器振動水平有所下降,從測試結果來看,外部加強的效果最好,振動加速度RMS 值最小。慣性力CAE分析結果顯示,加強后應力水平及應力分布狀況均有比較明顯的改善,其中外部加強效果最明顯。綜合考慮外部加強方案是三個方案中效果最好的。

由于測試條件限制,發(fā)動機轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性、行使路線的一致性都存在一定誤差,所以本次測量的結果存在一定誤差。CAE 計算中均采用相同的加速度值載荷邊界,基本反映三種方案的振動應力分布狀況??紤]到測試RMS 值外部加強方案最小,所以實際中外部加強方案與其他方案的差別還要明顯。

參考文獻:
[1] 工程與分析. [M]. 李方澤、劉馥清,高等教育出版社, 1992
[2] 踏板式振動實驗分析. [J]. 李以農(nóng)、米林、楊城,重慶大學學報,2003-2
[3] LMS 幫助系統(tǒng)

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