傳遞路徑的案例
設計仿真 | MSC Nastran 新增功能：一步法傳遞路徑分析及后處理
01
功能介紹
在NVH（噪聲、振動和聲音粗糙度）研究中，傳遞路徑分析（TPA）是一種的實驗和基于仿真的成熟技術被用于評估和排序結構或聲固耦合系統中不同結構傳輸路徑引起的噪聲和振動貢獻。傳遞路徑分析（TPA）涉及三個要素：
01
系統的振源（主動振動部件），如發動機、齒輪傳動或動力系統，或車輪懸架/底盤系統，激勵從這些源頭部件發出并傳遞到系統。
02
系統的無源部分，其中某些選定響應點或接受者的位置，可以是結構或聲學響應點（例如方向盤處的速度或乘客耳朵附近的聲壓）是值得關注的。
03
傳遞路徑，通常與所謂的連接點、接口點或連接點相關聯，將接受系統連接到激勵源系統。例如，發動機支架通常被選為診斷發動機產生的振動和噪音的傳遞路徑。傳遞路徑是表示振動能量流從界面或連接點到接收點的傳播路徑。
傳遞路徑分析（TPA）允許工程師通過接收側（無源側）界面點的力和振動來表示源激勵。接口/連接點的每個自由度 （DOF） 表示一條路徑，施加來自主動側（激勵側）的作用力。在大多數工程實踐中，只考慮了三個平移自由度，而忽略了三個旋轉自由度。來自單個路徑的接收點的響應構成來自該路徑的貢獻。
展開 基于optistruct載荷傳遞路徑（TPA）仿真分析 ￥60
傳遞路徑分析（Transfer path analysis）簡稱TPA分析，就是從“源-路徑-接受者”這三者進行識別和分析，常見的源有如路面、發動機或電機、冷卻風扇等等，路徑主要包括結構和聲學路徑，接受者主要是人的聽覺和觸覺（噪聲和振動等），可對復雜結構的振動噪聲源及傳遞路徑進行分解和排序，精準找到振動或噪聲問題的根源，可應用于整車開發的整個流程中。針對載荷傳遞路徑分析原理部分大家可以查閱相關資料去了解，本節案例重點以一個簡單的模型為例講述One Step TPA進行相關說明如何在optistruct中進行TPA分析。
響應點的傳遞路徑分析結果
TPA響應結果顯示，其中藍色線為各條路徑疊加計算的總響應，紅色線為直接求解得到的響應，一般兩條曲線基本重合。
TPA分析結果中，包括路徑貢獻、傳遞函數、接附點作用力以及接附點的剛度等。如需要考察在28Hz時的TPA分析結果。
展開 整車路噪傳遞路徑分析（2.2.3 Transfer Path - Road Noise）
整車路噪之所以屬于隨機分析，原因就是行駛時輸入路面不平度數據的隨機性，其數據處理方式是基于隨機振動中載荷譜功率譜密度（Power Spetral Density）理論，將路面掃描的時域數據轉換為分析用的頻域PSD數據如下所示：
模態輪胎之所以加上模態，原因是輪胎NVH模型的生成是基于純滾動并加載狀態下輪胎的模態分析結果，滾動輪胎（輪荷4000N、輪胎型號205/55R16）在不同車速（0/60/100 kph）下模態測試結果示例如下圖：
整車路噪傳遞路徑分析模型示意圖如下：
傳遞路徑計算公式如下：
由此可知，可以從激勵源—路徑—響應這三個方面入手進行優化，具體到整車路噪分析就是：
1、激勵源—路面/輪胎/底盤：
對于路面，選擇專用于路噪測試的光滑和粗糙兩種路面，即路面標準等級為A~B級。
粗糙路面如下圖所示：
對于輪胎，要控制路面到輪心（軸頭）的峰值頻率（車輪模態與輪胎聲腔模態）和不同頻率段傳遞率。注意此時輪胎是純滾動并加載狀態（即整車行駛時輪胎的實際狀態），不是靜止或自由狀態。
2、路徑—接附點：
對于底盤，要控制輪心（軸頭）到接附點的峰值頻率（副車架模態與懸架模態）和傳遞率。
對于底盤與車身之間的接附點，要控制關鍵路徑（即正負貢獻量在前的）的襯套剛度與接附點動剛度。
3、響應—駕駛員/乘員外耳聲壓、方向盤/座椅安裝點/踏板加速度：
對于內飾車身（TrimmedBody，簡稱TB），就是控制關鍵路徑上噪聲傳遞函數和振動傳遞函數。進行節點、模態、面板等貢獻量分析，重點關注車廂內大件（前圍板、頂蓋、背門、地板）和車廂聲腔模態。
展開 Simcenter測試技術-振動噪聲傳遞路徑分析技術研討會
Simcenter測試技術-振動噪聲傳遞路徑分析技術研討會
汽車及交通運輸行業2019年度系列活動
2019年4月3-4日 上海
Simcenter傳遞路徑分析（TPA）測試解決方案， 能夠讓汽車制造商全面了解產品噪聲、振動和粗糙度（NVH）特性，從而更快地進行故障排除并改進產品。如今，傳遞路徑分析（TPA）創新的主要驅動力是汽車行業對更簡單、更快和更精確方法的需求。為了應對特定應用挑戰，必須改變傳統的TPA過程，應用創新流程和方法。
從汽車行業振動噪聲性能測試的實際應用出發，西門子工業軟件將于4月3-4日在上海舉辦為期兩天的傳遞路徑分析技術研討會 。在本次研討會上，您將了解到Simcenter TPA獨特的測試方法在汽車及交通運輸行業的應用，如OPAX以加速TPA過程；基于能量的ASQ以克服高頻下基于相位方法的局限性；使用應變片或應變傳感器的替代工具方 — 基于應變的TPA，可以分析低頻現象，進而優化車輛的行駛和操控性能；基于組件的TPA可以從單個組件模型（從試驗臺架測量中得出）預測整車噪聲等技術，助您提高產品競爭力和影響力。
展開 
漢航NTS.LAB傳遞路徑分析 (TPA) 軟件模塊介紹
在噪聲、振動與聲振粗糙度（NVH）工程領域，傳遞路徑分析（TPA）是定位振動噪聲源頭、量化路徑貢獻的核心技術。傳遞路徑分析可量化各種振動與噪聲源及其傳播路徑，發現振動與噪聲問題貢獻量最大的來源。根據TPA指示的問題關鍵路徑點，使得優化系統的NVH性能變得有的放矢。
漢航NTS.LAB TPA軟件模塊基于成熟理論模型，結合堅實的工程落地能力，為多行業提供從“問題診斷”到“優化指導”的全流程解決方案。
一、理論基礎：TPA的核心原理與數學模型
TPA的本質是通過“激勵—傳遞—響應”的物理關系，拆解復雜系統中振動噪聲的傳播路徑，其理論核心圍繞“噪聲源—載荷”與“傳遞函數”展開，關鍵數學模型如下：
圖1 TPA核心物理模型
1.1核心物理邏輯
任何振動噪聲問題都遵循“響應（接收者）=載荷（振動/噪聲源）×傳遞函數”的基本關系：
? 載荷（振動/噪聲源）：系統內產生振動噪聲的源頭（如發動機燃燒力、輪胎接地沖擊力、風機旋轉的氣流空氣聲）等；
? 傳遞函數：描述激勵從 “源頭”到“接收點”的傳遞特性（如力傳遞、聲輻射傳遞），反映結構或介質對振動噪聲的傳遞特性；
? 響應（接收者）：接收點的最終振動或噪聲表現（如車身加速度、車內聲壓）。
1.2 關鍵計算公式
漢航NTS.LAB傳遞路徑分析模塊可解決結構聲TPA和空氣聲TPA兩類傳遞路徑分析問題，軟件模塊已封裝核心計算邏輯，計算方法包經典的直接法、懸置剛度法、單路徑分析法、逆矩陣法、工況TPA和高階分析方法—組件TPA。下面以逆矩陣法介紹結構聲TPA和空氣聲TPA兩類計算模型以及最新研發的組件TPA分析方法。
展開 褚教授邀您來上課 | 3月24日傳遞路徑分析，點擊立刻報名
n=3487-29518" rel="noopener noreferrer" target="_blank">點擊這里，即可報名</a></p><p class="ql-align-justify"><strong>培訓內容</strong></p><ul><li class="ql-align-justify">傳遞路徑分析簡介</li><li class="ql-align-justify">剛度法的基本原理</li><li class="ql-align-justify">逆矩陣法的基本原理</li><li class="ql-align-justify">多重相干函數法的基本原理</li><li class="ql-align-justify">時域傳遞路徑分析的基本原理</li><li class="ql-align-justify">應用案例</li></ul><p class="ql-align-justify"><br></p><p class="ql-align-justify"><strong>培訓時間</strong></p><p class="ql-align-justify">2026年3月24日（周二）下午14:00-15:00</p><figure style="text-align: center;"><figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202603/attachment/e662e3d015ce455ba0e5e974c50b1ae8.png" style="display: inline-block;" data-regular="true"><img src="https://img.jishulink.com
展開 2013年11月12日-13日（上海）LMS公司傳遞路徑(TPA)技術高級...
LMS公司傳遞路徑(TPA)技術高級培訓班
傳遞路徑分析技術(TPA)是NVH工程的重要技術，主要用于載荷識別和貢獻量分析。為滿足國內用戶對掌握TPA技術原理及應用的要求，LMS國際公司特邀比利時專家在上海舉辦為期兩天的TPA技術高級培訓班。
此次培訓旨在講解如何在車輛研發過程中利用TPA技術診斷振動噪聲。內容涵蓋經典TPA方法到快速準確的最新工作TPA技術。
在為期兩天的TPA培訓課程中，將向您全面介紹車輛研發過程中進行聲振優化的挑戰和相應的解決方案。通過此次培訓，您不僅能夠清楚地了解各種TPA分析技術的優勢與應用范圍，而且可以完整掌握利用TPA進行測量和分析的步驟，包括：創建TPA分析模型、結構測試和運行測試、載荷識別和貢獻量分析。
相關信息：
主講人：Luc Plumy
時 間：2013年11月12日-11月13日
地 點：上海市 嘉定區 曹安公路4800號，同濟大學風洞研究中心大樓（ 汽車學院 ）B101室
培訓費：非客戶：1800元/人;客戶：1200/人。（含資料和午餐，住宿自理）
會議注冊：11月12日（星期二） 8:30～9:00，課程安排每日9:00-17:00
報名截止日期：2013年11月8日
咨詢電話：020-89231763 李瓚 女士
主講人介紹：
Luc Pluym（路克）：畢業于比利時魯文大學，曾經參與LMS公司振動噪聲試驗分析軟件原程序的編寫，現在中國負責技術支持領導工作。具有豐富的模態分析工程經驗，中文流利。現任LMS China試驗技術專家。
展開 基于 OptiStruct 的白車身拓撲優化研究
由圖17 可知，載荷傳遞路徑有 3 條，分別是門檻梁前端橫梁①、門檻梁中部橫 梁②和門檻梁末端橫梁③。
圖 15 側面碰撞工況優化結果 圖 16 柔度迭代過程 圖 17 優化結果解析
本研究通過對五個單獨分析工況進行拓撲優化，獲取各個工況的最佳材料分布和載荷傳遞路徑，載荷傳遞路徑上的零件，即為保證對應工況性能要求的關鍵部件，為前期車身架構設計提供指導意見， 將在后期的性能優化中獲得重點關注。
3.3 綜合工況優化結果分析
綜合優化工況包括剛度工況（彎曲剛度和扭轉剛度）、碰撞工況(正面碰撞、后面碰撞和側面碰撞)。 對于每一種工況，都會有不同的拓撲優化結構與之對應，為了找到滿足各主要工況的拓撲結構，本文采用折衷規劃法，參見公式（3.1），其中，。綜合工況優化結果如圖 18 所示。柔度經 過 53 迭代，最終優化的最小加權柔度為 3.07 N·mm，迭代過程如圖 19 所示。
圖 18 綜合工況優化結果 圖 19 加權柔度迭代過程
(1)地板優化結果解析
由圖20 所示，橫向載荷傳遞路徑有4 條，分別是：前縱梁末端連接橫梁①、前座椅橫梁②、后縱梁前端連接橫梁④和后橫梁⑤；縱向載荷傳遞路徑有 1 條，即連接前縱梁末端連接橫梁①和后縱梁前端連接橫梁④的中央通道連接梁③，同時后橫梁⑤和后縱梁中段⑨通過斜梁⑥連接。
(2）頂棚優化結果解析
由圖 21 所示，橫向載荷傳遞路徑有 3 條，分別是：頂棚前橫梁①、頂棚中橫梁②和頂棚后座椅 橫梁③，同時頂棚邊梁⑤通過 V 型梁④與頂棚后橫梁③連接。
(3）側圍優化結果解析
由圖 22 所示，豎向載荷傳遞有 4 條件，分別通過上邊梁①、A 柱②、B 柱③和 C 柱④連接前后 縱梁/門檻梁⑤⑥⑦和頂棚邊梁⑧。
展開 歐洲某車企EV的whine noise路徑排查及改進方案
通過對變速器進行聲學包裝，來改進變速器左部、底部和頂部的傳遞貢獻，實物改進如下圖所示。
改進后實測的車內噪聲，與原狀態的對比如下圖所示，尤其在1kHz以上部分有明顯的改善，且實車評價后達到預測。
總結
本案例通過BTPA方法，對EV車的whine noise進行了傳遞路徑分析，實現了：
擬合出了精準的BTPA模型供傳遞路徑分析；
分析出了whine noise的主要貢獻路徑；
對問題路徑進行了虛擬改進，并選擇出易實施且能達到預期的改進方案；
實物改進并驗證效果達到預期。
來源：海德聲科
OTPA 技術和CAE 分析相結合在解決路噪問題中的應用
[摘要]
OTPA方法作為一種新的傳遞路徑測試分析技術在汽車工程上已經得到了一些應用，在問題路徑初步識別上相比傳統的TPA技術更加簡捷便利。本文利用OTPA技術初步識別出了某開發車型的路噪路徑，結合CAE輔助分析確定了問題根源，為整車路噪優化提供了有效的數據支持；同時，對OTPA技術的局限性進行了討論。
關鍵詞
: OTPA，TPA，NTF，路噪，輪胎
1 OTPA技術
車內振動和噪聲往往是多個激勵源（振動源、噪聲源）通過多種路徑，傳至車內多個響應點；為了有效降低振動和噪聲，需要對多個傳遞路徑進行分析，通過分析確定通過各種路徑流入車內的能量流在整個問題中的貢獻量，為下一步整車的NVH優化提供有效的數據支持。
目前，常用的傳遞路徑分析方法主要有兩種：一種是工況下的傳遞路徑分析方法，OTPA（Operationl Transfer Path Analysis)；另一種是傳統的傳遞路徑分析方法，TPA（TransferPath Analysis）。
1．1 O T P A理論基礎
OTPA是一種基于相應的線性傳遞率函數的數值計算方法，傳遞率函數來源于實測數據，通過調用傳遞率函數進一步分析各個路徑的主要貢獻量。
OTPA模型中的目標點響應表達式可以寫成類似于TPA模型的形式，如公式（1）所示。
式中，Yk 表示為目標點k 的響應值；s 和t 分別表示振動源和聲源的路徑數量；ai 表示第i 條路徑工況下被動端激勵處的加速度值；pj 表示第j 條路徑工況下的聲源處聲壓值；Tik 和Tjk 分別表示第i 條路徑工況下被動端激勵處加速度和第j 條路徑工況下聲源處聲壓到目標點k 響應的傳遞率函數。
展開 發動機半階次振動引起的車內聲品質問題分析和改進
圖2 3 000 r／min車內噪聲頻譜圖
2 傳遞路徑排查
為排查275 Hz為中心頻率寬頻噪聲的來源和可能的傳遞路徑，采取了如下的排查手段：（1）屏蔽進排氣噪聲和進排氣系統的殼體輻射噪聲；（2）排氣系統吊鉤與車身脫離；（3）動力總成冷卻系統和空調管路與車身脫離。以上措施對該頻帶的噪聲均無改善。表1為采取的排查措施和效果匯總。
以上結果排除其他的可能傳遞路徑，表明275 Hz的噪聲只能來自于動力總成的振動。動力總成的振動通過懸置傳遞到車內。該車型采用了典型的3點懸置方案。為確定哪個懸置是最主要的傳遞路徑，對動力總成懸置主被動端的振動進行了測試。整車坐標系的定義為：車頭指向車尾為X向，車輛左側指向右側為Y向，垂直向上為Z向。其中動力總成左懸置（變速器側）主動端Y向275Hz頻率處的振動最為明顯。圖3為變速器側懸置支架振動的測試結果。
表1 排查措施和效果
圖3 懸置支架主動端（變速器側）Y向振動
所有懸置被動側振動測試結果中，變速器懸置的被動端（車身側）Y向振動（見圖4）最為突出，且與車內噪聲信號特征（頻帶和階次）有明顯的對應關系。
圖4 變速器懸置被動端（車身側）Y向振動
對于四缸四沖程的發動機，動力總成受到的主要激勵為往復慣性力和燃燒氣體作用力，這兩個激勵主要為2階和4、6、8階等偶數階。但動力總成作為一個彈性體，每一次的氣缸爆發壓力均使機體發生彈性體振動。由于每個氣缸燃燒氣體作用力位置不同，造成的動力總成的響應也不同；此外，每缸之間燃燒壓力差異和同一缸的燃燒壓力也存在循環壓力變動。以上兩個因素必然導致動力總成在燃燒氣體作用力的激勵下產生半階次的振動。
展開 
汽車NVH分析與控制
汽車NVH分析與控制
編號：C1632
日期：2018 年 4 月 25-26 日 ( 2 天 )
講師：龐 劍 博士
語言：中文
CEU：1.3CEUs (美國繼續教育學分)
學時：6.0 (上海市繼續教育學時)
會場：北京市
地址：北京市
本次技術專題研討會將系統地介紹汽車NVH知識，從噪聲與振動源的分析與控制，到它們的傳遞路徑的分析與控制，最后到人體的響應分析。
本次研討會專門為汽車NVH工程師和研究生而設計，將理論分析與實踐控制案例緊密結合。通過2天的學習，參會人員能夠，能深入理解NVH的機理并提升解決問題的能力。
目標
通過參加此次技術專題研討會，您將能夠：
● 全面了解整車開發所有需要的NVH知識
● 全面掌握整車開發過程中所需要的NVH知識和一定的工程經驗
● 掌握整車NVH開發中的“源-傳遞路徑-人體”的分析方法和解決問題的思路
受眾
大學本科畢業，工程類（如機械工程）專業，振動與聲學專業。如果具備一定的工程經驗，就更好。
展開 某電驅橋車型Moan噪聲分析與優化控制
圖15 后地板貼阻尼前后車內1階噪聲對比
本章通過“源頭-傳遞路徑-響應”分析，發現該電驅橋商用車型高速Moan 主要原因是電機軸通過花鍵與減速器一軸匹配后系統動不平衡量偏大，使得電驅橋1 階激勵振動大，并通過板簧路徑傳遞到車身，產生低頻的轟鳴和低頻的地板振動。
3 優化方案研究
對于上述分析結果，常見的優化方案有3種：降低激勵源振動、減小路徑傳遞和降低車身響應
[10]。文中主要傳遞路徑為板簧，通過降低板簧襯套剛度或提升板簧固有頻率可減少板簧路徑傳遞，但這會延長板簧開發周期，增加開發費用，加大可靠性風險，本文不考慮板簧相關優化。降低車身響應的常用方法是在車身地板上貼阻尼片，前文已驗證該方案優化空間有限，性價比太低，因此只能通過降低電驅橋激勵源振動來抑制高速Moan噪聲。
降低電驅橋激勵源振動方法有兩種：(1)降低電機軸通過花鍵與減速器一軸匹配后系統動不平衡指標；(2)減小減速器速比。由于電機軸和減速器一軸均在電驅橋內部，無法采用常規的三點法
[11]進行動不平衡相位測量，該方法技術可行性較低；由于動不平衡激勵具有隨轉速上升而增大的特性，因此降低減速器速比可以降低相同速度下電機的轉速，達到降低電驅橋激勵的目的，如圖16和圖17所示。
圖16 初始速比工況下電機轉速與車速曲線
從供應商現有齒輪系產品中找到一個齒速比最接近14.1 的減速器齒輪，速比為11.6。
展開 純電動汽車電機嘯叫噪聲優化
從測試結果中看，臺架近場1m噪聲colormap中，電機8階噪聲凸顯，特別是在電機高轉速段，這表明電機殼體向外輻射8階噪聲明顯；臺架殼體振動colormap中，電機8階振動全轉速段均很凸顯，存在電機8階振動通過結構傳遞的方式導致車內8階噪聲大的可能性。
圖2 電機臺架測試結果
2.電機8階噪聲傳遞路徑分析
電機8階嘯叫噪聲傳遞路徑主要為以電驅總成懸置隔振為主的結構傳遞和穿透車身前圍隔吸聲措施的空氣傳遞兩種路徑，電機8階嘯叫噪聲傳遞過程如圖3所示:
圖3 電機8階嘯叫噪聲傳遞路徑圖
2.1電驅系統懸置隔振分析
通過整車測試，對電驅系統懸置隔振特性進行分析，包括左、右、后懸置對電驅系統8階激勵的隔振性能，如圖4所示。在3000rpm～5000rpm問題轉速段，電驅系統三個懸置對電機8階振動激勵隔振效果較好，隔振率均在20dB左右。
圖4 電驅系統懸置隔振率
2.2電機8階噪聲空氣傳播驗證
空氣傳遞一般是電驅高頻噪聲的主要傳遞路徑，本文為驗證空氣傳遞路徑對電機8階嘯叫噪聲的影響，在整車狀態下對驅動電機進行聲學包裹，包裹物分為4層，第1層為吸音棉、第2層為膠皮、第3層為吸音棉、第4層為鉛皮，4層包裹物疊加在一起，驅動電機聲學包裹狀態如圖5：
圖5 驅動電機聲學包裹
驅動電機聲學包裹前后進行整車測試及評價，測試結果為包裹后車內電機8階噪聲降低明顯，峰值處噪聲幅值降低9dB（A），主觀評價電機8階嘯叫噪聲不易感知，包裹前后對比如圖6所示。驅動電機聲學包裹措施驗證結論為空氣傳遞為車內電機8階噪聲的主要傳遞路徑。
圖6 電機包裹前后車內8階噪聲對比
3.電機結構改進方案及效果驗證
電機聲學包裹措施可有效降低車內電機8階噪聲，但受限于整車總布置空間，電機包裹方案無法實現。
展開 純電動汽車電機嘯叫噪聲優化
從測試結果中看，臺架近場1m噪聲colormap中，電機8階噪聲凸顯，特別是在電機高轉速段，這表明電機殼體向外輻射8階噪聲明顯；臺架殼體振動colormap中，電機8階振動全轉速段均很凸顯，存在電機8階振動通過結構傳遞的方式導致車內8階噪聲大的可能性。
圖2 電機臺架測試結果
2 電機8階噪聲傳遞路徑分析
電機8階嘯叫噪聲傳遞路徑主要為以電驅總成懸置隔振為主的結構傳遞和穿透車身前圍隔吸聲措施的空氣傳遞兩種路徑，電機8階嘯叫噪聲傳遞過程如圖3所示:
圖3 電機8階嘯叫噪聲傳遞路徑圖
2.1 電驅系統懸置隔振分析
通過整車測試，對電驅系統懸置隔振特性進行分析，包括左、右、后懸置對電驅系統8階激勵的隔振性能，如圖4所示。在3000rpm～5000rpm問題轉速段，電驅系統三個懸置對電機8階振動激勵隔振效果較好，隔振率均在20dB左右。
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