振動隔振的案例
某皮卡振動噪聲診斷分析與懸置系統隔振性能的優化
本文首先對該皮卡的振動噪聲產生的機理進行了分析研究，并結合主觀評價的結果選取了皮卡的駕駛員座椅導軌、方向盤、變速操縱桿、儀表板等位置進行了振動測試，在駕駛員右耳位置和后排座椅中間位置進行了噪聲測試。對測試的數據進行了分析，結合產生的機理，本著“以較小的改動獲得較大的減振降噪效果”的原則對動力總成懸置進行了系統的建模、仿真分析和隔振性能的優化。最后對優化懸置之后的皮卡進行了測試。測試結果和原車相比，怠速時方向盤12點X方向振動降低43%在發動機2 000~3 000 r/min經濟轉速范圍,變速桿振動降低約50%,在4 000 r/min以后，振動下降更多；駕駛員導軌在2 500r/min轉速以后的振動有明顯改善，車內噪聲也明顯降低
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展開 建筑結構丨清華大學教授潘鵬：地鐵周邊建筑三維隔振技術研究
清華大學教授潘鵬在“第四屆工程結構減隔震與高效抗震技術交流會”上做了題為《地鐵周邊建筑三維隔振技術研究》的精彩報告！
報告主要分為五個部分：技術背景；三維隔震（振）裝置開發；三維隔震（振）結構振動臺試驗；建筑三維隔震（振）技術的工程應用；總結。
開篇介紹了研究背景和意義。中國地鐵全面建設，40多個城市開始修建地鐵， 未來十年中國軌道交通市場將建7395公里地鐵線，總價值達3萬8千億。地鐵運行引起的環境振動已成為城市重要的環境污染源。
地鐵運行激勵所導致的周邊結構振動，特別是豎向振動不容忽視。建筑應對地鐵環境振動的綜合解決方案主要有三種：軌道隔振、傳播途徑隔振、建筑物隔振。
一、技術背景
該部分主要介紹了建筑三維隔震（振）技術的定義。
二、三維隔震（振）裝置開發
本節介紹了橡膠-雙摩擦擺三維隔震（振）支座的定義、支座性能試驗、支座試件豎向剛度、支座試件極限承載力、支座水平性能、支座性能試驗的結果。
通過支座性能試驗主要結論如下：1）豎向壓力變化的幅值增大時，表現出的等效豎向剛度減小，因此區分豎向單調剛度（大幅值）和豎向循環剛度（小幅值），分別為296kN/mm和458kN/mm。預計在軌道交通振動隔振中支座表現的自振頻率為8.8Hz。
展開 【機械】| 機械振動的分類及工程中的振動問題
自激振動
振動控制
自激振動中有機床切削過程的自振、低速運動部件的爬行、滑動軸承油膜振蕩、傳動帶的橫向振動、液壓隨振系統的自振。這些對各類機械及生產過程都是一種危害，應加以控制。
振動利用
蒸汽機、液壓氣動碎石機均為自激振動運用實例。
3.不平衡慣性力
振動控制
旋轉機械和往復機械產生振動的原因，都是由于不平衡慣性力所引起的。為減小機械振動。
振動利用
慣性振動機械就是依靠偏心質量回轉時所產生的離心力為振源。
4.振動的傳遞
振動控制
為減小外部振動對機械設備的影響或機械設備的振動對周圍環境的影響，可配置各類減震器進行隔振、減振和消振。
振動利用
彈性連桿式激振器就是將曲柄連桿形成的往復運動，通過連桿彈簧傳遞給振動體。
5. 非線性振動
振動控制
在減振器設計中設計的摩擦阻尼器粘彈性阻尼器均為非線性阻尼器。自激振動系統和沖擊振動系統也都是非線性振動系統。實際上客觀存在的振動系統都是非線性振動問題，只是某些系統的非線性較弱，作為線性問題處理罷了。
振動利用
振動利用類問題都是利用振動系統的非線性特性工作的，例如振動傳輸類振動機。
6. 沖擊振動
振動控制
當機械設備和基礎受到沖擊作用時，常常需要校核系統對沖擊的相應，必要時采取隔振措施。
振動利用
沖擊類振動機實際上可以轉化為非線性振動問題加以處理。
7. 隨機振動(振動利用)
隨機振動的隔振和減振與確定性振動的隔離和消振有兩點重要區別：一是隨機振動的隔振和減振只能用數理統計的方法；二是對寬帶隨機振動的隔離措施已經失效，只能采取阻尼減振。
8.
展開 電動車增程器NVH問題及開發策略
增程器本體NVH匹配示例
懸置匹配：鐘擺式布置，考慮純電動限位及發動機振動隔振，而發動機的低頻振動和噪聲問題，可能引起更大的抱怨，優先以發動機激勵控制為主，若后懸置拉桿無法滿足可靠性需求，可再增加一個限位懸置。
懸置布置示例
進氣系統：受限于機艙空間布置，增程器的空濾器通常采用頂置空濾布置，消聲容積滿足要求的情況下可滿足進行NVH開發需要，但做好諧振腔的預留。
進氣系統開發示例
排氣系統：受電池影響，排氣總布置可能存在空間風險，總布置需要滿足排氣消聲容積的需要，做好排氣的聲學調音及排氣結構傳遞控制。
排氣系統開發示例
聲包及密封：兼顧電動車吸聲與增程器中低頻噪聲控制所需要的隔聲進行聲學包的方案設計，由于增程器在怠速等低背景噪聲工況下的聲音更大，需要比燃油車及純電動車更好的聲包方案。
聲學包開發示例
增程器標定策略匹配 ：以轉速及輸出功率（或扭矩）為變量，通過增程器、電機&電控、電池控制、電器附件的工作點和相互匹配控制，選擇合適的增程器工作點，最大程度的挖掘動力總成的NVH潛力，通常需要通過大量的測試獲得整車增程器工作NVH 性能MAP圖，用于增程器工作點選擇。
聲音和振動、發動機轉速及輸出扭矩MAP圖
標定工作主要在樣車階段開展，需要NVH部門與標定部門聯合開展，制定合理的標定策略會是樣車階段增程器NVH性能問題優化的最重要措施之一。
展開 
船用隔振器動態性能測試方法研究
因此必須對艦船進行隔振設計，在艦船設備與其安裝基座之間安裝隔振器，既能增強艦船用設備的抗沖擊能力，又能減小振動降低艦船向外輻射的機械噪聲，從而增強聲隱身的效果。隔振器的動態性能的優劣，對艦船設備顯得尤為重要，因此更需要對其進行實驗研究以便更好地掌握其隔振性能。
金屬橡膠隔振器是艦船上常用的隔振器，其在高低溫環境、振動環境、鹽霧腐蝕環境等嚴酷工況下都具備很好的隔振作用。本文針對金屬橡膠隔振器常見的動態性能測試方法進行研究，并通過電動振動臺組建了基礎激振法動態性能測試系統，通過疲勞試驗機組建了橢圓法動態性能測試系統，實現了隔振器動剛度的測試。同時，針對影響動態性能測試結果的相關參數（激振頻率、激振位移幅值）進行了研究。這些研究將為隔振器動態性能試驗的準確性評估提供參考依據。
隔振器動態心梗測試原理
對于經典單自由度振動系統，如圖1所示，根據達朗貝爾原理，慣性力、彈性力、阻尼力及外力之間達到力平衡。
展開 關于隨機振動試驗的探討 附隨機振動試驗應用技術胡志強下載
隔振器在隨機振動中的作用
車輛上的一些電子元件或對振動比較敏感的部件，一般都要使用隔振器，而隨機振動通常是這類應用中必不可少的振動考核標準，通常是用來評價隔振器的耐久和抗振性能，同時對設備起到隔振保護的作用。橡膠隔振器本質上是阻尼器和彈簧的結合體，橡膠的阻尼通常可以達到鋼結構阻尼的10倍以上，使用隔振器可以明顯降低傳遞到設備上的振動加速度幅值。另一方面橡膠隔振器的彈性好，剛度低，可以降低系統的固有頻率，使得大部分頻率下的振動都能被隔離，從而降低傳遞到設備上的振動能量，起到保護設備的目的。
圖4 隔振器典型的隨機振動響應曲線
下載地址：隨機振動試驗應用技術胡志強
展開 純電動汽車電機噪聲測試與分析方法研究
相對于傳統內燃機汽車，電動汽車電驅動系統具有轉速高、力矩波動大的特點，而其引發的振動和噪聲具有中高頻成份占比大的特點。由于缺少了發動機噪聲的掩蓋，電機噪聲尤為突出。
近年來，國內外學者對電動汽車電機噪聲進行了研究，文獻[1]研究了某電動車急加速過程中電機噪聲，文獻[2]研究了電動車勻速工況時車內噪聲的聲品質，文獻[3]采用電機轉速信號的諧波來合成掩蔽聲場，從而提高車內噪聲的聲品質。本文系統介紹了電動汽車電機噪聲的測試及分析方法。
2 電機噪聲的測試方法
2.1 測點布置
測點需要包含電機艙和乘員艙電機噪聲，電機總成支撐的振動以及傳動軸轉速，如圖1所示。
表1列出了各個測點的所測量的信號種類、位置及名稱。
1到6號麥克風用來測量乘員艙的電機噪聲，為客觀反映人耳在車內聽到的聲音，當副駕駛和后排沒有乘客時，需要在座椅上增加人工頭用來模擬人的頭部，麥克風分別布置在人工頭的左右兩側。人工頭在整車上的安裝情況如下圖2所示：
7號麥克風用來測量電機近場噪聲，在后期數據分析時也需要通過近場噪聲來識別來自電機的噪聲成分。8到13號加速度傳感器用來分析電機總成懸置系統的三個支撐對電機振動的隔振效果，同時可以分析乘員艙電機噪聲是來自固體聲還是空氣聲。14 號光電傳感器用來測量傳動軸的轉速，然后通過傳動比換算到電機轉速，光電傳感器的布置如圖3所示：
2.2 測量工況
根據用戶的駕駛習慣，測量工況通常包含下面四個工況。
展開 [分享]聲學術語
聲能以振動形式通過它而在兩層間傳播。
撞擊聲（Impact noise）：由于撞擊固體而在室內引起的一種噪聲。
吸聲 （Sound absorption）：聲音進入多孔材料或引起可彎曲變形的板振動后，聲能轉化為熱能的效應。
聲波在空氣中傳播與空氣質點因振動摩擦使聲能轉化為熱能，引起的聲波隨傳播距離增加逐漸衰減的現象，稱為空氣吸收；當聲波入射多孔吸聲材料時，由于空氣的粘滯阻力，空氣與孔壁的振動摩擦，使相當一部分聲能轉化成熱能而被吸收，稱為材料吸聲。任何材料對入射聲能或多或少都有一些吸聲能力，平均吸聲系數超過0.2的材料才稱為吸聲材料。多孔吸聲材料吸聲頻率的特*是:中高頻吸聲系數較大，低頻吸聲系數較小。
噪聲 噪聲有兩種意義：
① 在物理上指不規則的、間歇的或隨機的聲振動。② 在心理上指任何人們不希望聽到的聲音。
聲音的產生是物理現象,而噪聲是人們對聲音的一種主觀感受和心理感受。因此,凡是人們不希望聽到的任何聲音，即對生活、工作和學習有干擾的聲音，統稱""噪聲"。
隔聲（Sound insulation）：材料降低傳聲的能力。
建筑物受到外部聲場的作用或受撞擊而發生振動時,聲音就會透過圍護結構傳進來,這叫"傳聲"。由于圍護結構的作用，傳進來的聲能總是有所減少，作用的大小取決于圍護結構的隔聲*能。隔絕外部空間聲場的聲能，稱為"空氣聲隔絕"；使撞擊能量輻射的聲能有所減少，稱為"固體聲或撞擊聲隔絕"。這和"隔振"的概念不同，前者是指到達接受者的空氣聲，后者是指接受者感受到的固體振動。采取隔振措施可減少振動源或撞擊源對圍護結構（如樓板）的影響，降低撞擊聲本身的聲級。
隔聲機理：當聲波依次透過特*阻抗完全不同的墻體、空氣介質時，造成聲波的多次反射，發生聲波的衰減，并且由于空氣層的彈*和附加作用，是振動能量大大衰減，從而達到隔聲效果。
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。
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。
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。
展開 汽車散熱器總成對NVH 的影響分析
電子風扇旋轉產生的振動，通過彈性元件連接風扇和車身安裝點，從而消減振動傳遞到車身上，達到減震降噪的目的，此為第一類隔力。圖二中散熱器總成質量為m，散熱器軟墊剛度和阻尼為k 和c，車身為基礎。散熱器系統隔力簡化模型如圖3 所示。
可以建立物體的運動方程如式
所以對于單自由度系統而言，隔振系數的計算公式[1]如(2-3)所示。
式中：ζ=c/c0；γ=ωj/ωn；η為隔振系數；ωj為激勵頻率；ωn為隔振系統的固有頻率；c 為粘性阻尼系數；c0臨界阻尼系數
由公式得出振動傳遞率曲線如圖4 所示，從曲線可以看出只有當頻率比ω/ωn 大于√2時，才有
隔振效果，且隨著λ?增加，隔振效果也逐漸增大。根據上述要求，散熱器剛體模態應ωn小于ωj/√2，計算散熱器軟墊的總剛度要求如下，k 為四個軟墊的并聯剛度之和。
2.2 散熱器軟墊的振動傳遞率要求
汽車散熱器通過軟墊連接于車身，散熱器軟墊及車身側剛度和散熱器連接支架剛度共同組成系統如圖5 所示。
散熱器主動端支架、散熱器軟墊與車身被動端共同組成振動傳遞系統簡化如圖6 所示。
展開 消失的頻帶——周期結構隔振漫談
基于上述的周期結構帶隙特性有學者將聲子晶體引入土木工程和環境振動領域進行隔（震）振以及噪聲控制，與軌道交通振動研究直接相關的包括軌下、板下基礎結構的周期性設計及帶隙利用和環境振動傳播路徑隔振中排樁、波阻塊、結構層狀基礎等，還有和噪聲控制相關的聲屏障研究。
圖 6軌下周期波阻墊層結構
圖 7板下周期波阻墊層結構
圖 8傳播路徑隔振周期排樁結構
圖 9典型的周期排樁-土系統周期結構頻散曲線及帶隙分布情況
圖 6~圖 8給出了典型應用的示意圖，圖 9給出了典型排樁-土系統周期結構的頻散曲線和帶隙分布情況。
目前，人們通過調整周期結構的材料分布和幾何形式，對帶隙進行控制，希望獲得具有寬帶、低頻特性的結構形式，應用到軌道交通隔振領域。未來也將會有更多的新穎的周期結構具有更理想的帶隙設計，更高效地服務于軌道交通隔振領域。
參考文獻：
[1] 王霞, 王自霞, 呂浩,等. 光子學視角分析自然界中的生物結構色彩美[J].
展開 Adams— 系統級多體動力學仿真平臺
該工具凝聚了豐富行業應用經驗，能夠快速進行系統級的運動學、動力學仿真、系統級模態及振動分析、與控制系統集成的機電一體化分析、系統疲勞壽命分析等，包括基礎模塊、擴展模塊、車輛專用模塊、新能源專用模塊、實時仿真模塊等。
產品功能及特點
- 基礎模塊
采用 Adams 軟件基本模塊，可快速建立或導入參數化幾何模型，支持系統運動學、靜力學和非線性動力學分析。
- 擴展模塊
Adams 提供多學科軟件接口，包括與 CAD、FEA、控制及疲勞分析軟件之間的接口。
Adams/Control 支持將機械系統與控制系統聯合仿真，評估多學科系統整體性能
Adams/Flex 支持機械系統柔性化，評估機械系統部件彈性變形的影響
Adams/Durability 支持導出子系統或零部件載荷 - 時間歷程，評估系統內部件應力、應變、壽命，同時提供 MSC Fatigue 和 nCode DesignLife 接口，完成零部件的疲勞壽命預測
Adams/Vibration 支持系統振動特性分析，可進行減振、隔振等振動性能優化
- 車輛專用模塊
車輛仿真專用模塊 Adams/Car 支持用戶快速建立高精度的整車虛擬樣機，包括底盤（傳動系統、制動系統、轉向系統、懸架）、輪胎和路面、動力總成、車身、控制系統等。
- 新能源車專用模塊
新能源車專用模塊 Adams/Car EV 支持 FWD、RWD、AWD 多種動力總成布置，提供驅動、制動控制等相關模塊，支持 FMU 聯合仿真，能夠實現高保真度的機電控聯合仿真，對控制策略進行仿真驗證。
- 實時仿真模塊
Adams 實時仿真模塊，支持同一高保真度的離線仿真模型應用于硬件在環、駕駛模擬器、高級駕駛員輔助系統測試等環節。
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