Transfer Path Analysis的案例
基于Virtual.Lab Acoustics 的轎車乘員艙結構噪聲分析
本文介紹了常用的聲學邊界元分析方法，并基于LMS Virtual.Lab Acoustics軟件，針對某轎車進行了車內聲模態、駕駛員耳側聲壓、面板貢獻量分析PCA(Panel Contribution Analysis)、傳遞路徑分析TPA(Transfer Path Analysis)、接附點導納IPI(Input Point Inertance)等分析。綜合分析結果，找出了弱點，為車身等結構的改進提供了依據
基于Virtual.Lab_Acoustics_的轎車乘員艙結構噪聲分析.doc
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 仿真中的Blocked Forces計算
傳遞路徑分析（Transfer Path Analysis， TPA）方法被廣泛應用于這個領域，用于進行問題診斷及評估。但傳統TPA方法的激勵往往都是接觸力，力的大小會隨著安裝條件而變化，這樣整機廠就難以就激勵的目標指標下達給供應商。供應商也難以提供一個定量指標來評估其結構聲路徑的激勵大小。
部件TPA（Component TPA， C-TPA）為這些問題提供了解決方案。供應商研究自家的激勵源特征，獲得獨立于安裝狀態的不變載荷（對于結構載荷而言，通常稱為約束力Blocked Forces），然后將這個不變載荷提供給主機廠，主機廠將供應商提供的不變載荷轉化為激勵源安裝在被動側結構上的接觸力（這個過程也稱之為虛擬裝配），然后進行目標預測（也就是貢獻量分析），以判斷激勵源對目標點的貢獻是否滿足要求。
不變力的計算方法
有三種方法可用于獲得激勵源的約束力。第一種方法為直接測量，使用載荷傳感器直接測量激勵源主動側安裝位置的約束力。第二種方法是，我們可以在激勵源運行期間將其以自由-自由邊界條件懸掛起來。在這種情況下，直接測量激勵源主動側安裝位置處的自由加速度或速度。第三種方法更為通用。這種獲得激勵源不變載荷的方法被稱為現場TPA方法，可以將激勵源安裝在試驗臺架或實車上。用逆矩陣法間接估計約束力，測量過程類似傳統TPA中的逆矩陣法，但與傳統的逆矩陣法又有差異。
從仿真的角度出發，第三種方法需要將邊界環境建模，使用并不方便。因此我們基于西門子Simcenter 3D軟件結合前兩種方法進行不變力（Blocked Forces）計算，并進行對比。
展開 NVH技術風生水起 又一汽車市場商機乍現
在國外，有車輛使用傳輸路徑分析器TPA(Transfer Path Analysis)來進行識別主要的NVH傳播途徑。值得注意的是，降低NVH不只是噪聲的問題，也不僅僅只是振動的問題，是一個系統性的問題。例如有些轎車行駛時車廂噪聲大，經查發現，源頭在發動機，那么這一個噪聲問題可能就涉及到三個部分，一個是發動機本身的噪聲大，一個是發動機懸置部件減振效果差，一個是車廂前圍和地板隔音技術不好，是一個互相關連的系統問題。 這個問題要運用NVH解決方案，會涉及發動機、懸置及車架等，這就從根本上減少噪聲產生的來源。因此，NVH問題實質是汽車設計中要解決的問題，而不是汽車進入市場后要解決的。
遺憾的是，由于國內整車企業大都選擇購買零部件進行組裝，整車企業往往不是系統地看待NVH的問題，而是普遍關注某一個具體問題的解決方法。還只是局限在解決某一突出的問題上，沒有一個系統化的概念。
目前，NVH問題不僅影響到汽車公司，也影響到了汽車零部件企業。外國各大公司是從上世紀70年代中期開始重視車輛的NVH問題的。原先，都是各整車廠自己獨立解決有關問題，但是近年來，隨著行業分工細化，整車企業已經逐漸將大部分的工作移交給零部件企業來做了。盛行的“模塊化”生產方式把汽車裝配生產線上的部分裝配勞動轉移到裝配生產線以外的地方去進行。對于不少零部件企業而言，設計者考慮的問題也不單純是零部件本身，而是零部件與零部件之間，零部件與整車之間的關系。能否有效地消除自己產品的NVH負面影響，已經成為影響他們生存的第一大問題。對國內零部件企業來說，這一點也是已經無法回避的問題。以汽車發動機懸置總成為例，國內企業很難進入歐美日大企業的供貨圈。原因就是這個部件牽涉到發動機的NVH問題。如果懸置總成不能夠有效地減輕發動機的振動，則振動會傳到車體上，然后再進入車廂，車內噪聲就會升高。
展開 
某民用直升機艙內噪聲水平仿真分析研究
試驗室試驗獲得的噪聲源載荷通常基于傳遞路徑分析法(Transfer Paths Analysis, TPA)，而飛行實測獲得的噪聲源載荷，通常基于工況傳遞路徑分析法(Operational Transfer Paths Analysis, OTPA)，是傳統TPA法的優化改進。但OTPA法仍然完全基于真實試驗，無法適用于處于設計階段或不具備進行實測條件下的艙內噪聲分析。為解決該問題，可以采用統計能量法(Statistical Energy Analysis, SEA)分析噪聲源載荷，將試驗測得的振動或聲場信息作為輸入，從能量的角度定性分析影響艙內噪聲響應的主要能量傳遞途徑和貢獻度。
圖２ 噪聲源貢獻量分析模型
分析得到的結構噪聲源貢獻量和空氣噪聲源貢獻量分別如圖3和4所示，可以看出，主減振動和發動機振動是主要的結構噪聲源，主減／發動機艙內聲場和油箱艙內聲場是主要的空氣噪聲源，貢獻量都達到了20％以上。
圖３ 結構噪聲源貢獻量
圖４ 空氣噪聲源貢獻量
2.
展開 多旋翼無人機的振動實驗和仿真分析
工況傳遞路徑分析（Operational Transfer Path Analysis,OTPA)[11]是一種用來確定和評估不同組件和子系統對系統總體噪聲和振動水平的貢獻的技術。它通過測量能量在系統中的傳遞來工作，并通過分析數據來確定噪聲和振動的來源和傳播途徑。這種信息可以用來設計減少噪聲和振動的系統，或者用來診斷和解決現有系統中出現的問題。對于一組多輸入輸出任意線性系統，目標點響應可表示為：
其中，f表示為第i個振動源作用在機械系統上的結構載荷的輸入，Hki表示為第i個振動源對第k個目標點的傳遞函數，y(k）表示為第k個目標點響應。
對于m個振動源，n個響應點的系統，總共由m*n條傳遞路徑，為了能夠求解出傳遞函數H，可以在操作測量期間，測量多組數據。一般來說，測量過程中，振動源是不斷變化的，如果定義輸入和輸出之間的關系在整個測量過程中是線性化且恒定的，那么方程（1）對每個單獨的測量塊都應該成立。因此可以將方程（2）擴展如下：
寫成矩陣形式：
由于F和Y都可以通過實驗測量得到，因此，通過奇異矩陣的逆運算，就可得到傳遞函數H的值：
2 有限元分析
本研究通過對小型四旋翼無人機的模態分析，為多旋翼載人無人機的模態分析提供了理論依據和實驗驗證，并利用減振技術優化了多旋翼載人無人機的運行，從而提高了它們的穩定性和安全性。
小型四旋翼無人機由4個圓柱管碳纖維、4個電機碳纖維固定板、4個碳纖維薄板、4個結構鋼材料的電機以及若干個ABS材料的固定塊和起落架組成，如圖1所示。
為了提高網格劃分的效率，我們簡化了模型，刪除了不重要的電子零部件，省略了不重要的孔和圓角，讓網格更加均勻和順滑。對于小型四旋翼無人機，把起落架不重要的結構件，設置5 mm的網格大小，其他默認設置為3 mm。
展開 OTPA 技術和CAE 分析相結合在解決路噪問題中的應用
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。
OTPA模型不需要進行傳統TPA的載荷識別過程，直接使用被動端激勵點響應值代替激勵力，另外OTPA分析過程中采用被動端響應到目標點的傳遞率矩陣代替測試得到的傳遞函數矩陣，因此傳遞率矩陣的條件數在整個過程中尤其關鍵，大多數都采用最小二乘法來計算傳遞率矩陣，其原理與試驗模態中的多輸入多輸出（MIMO）方法非常類似，并且為了降低噪聲對于信號的影響，奇異值分解（SVD）技術被引入到計算過程中，以降低傳遞率函數矩陣識別誤差。
假設進行r次工況測試（一般是勻加速或勻減速工況），被動端激勵與目標點響應之間的關系如公式（2）所示，也可以簡寫成公式（3）的形式。
展開 往復式真空泵管道噪聲抑制技術研究
楊志偉[10]等針對汽車真空泵的車內傳遞噪聲進行研究，通過TPA（Transfer Path Analysis）技術定位主要傳遞路徑，并對其進行隔振優化。A Spille-Kohoff等人考慮熱變形對真空泵的影響并進行研究[11]，主要通過CFD仿真模擬泵體發生熱變形后對真空泵壓力、速度、溫度的影響。目前關于真空泵的研究主要集中在泵體的結構優化、泵體減振等方面，關于真空泵排氣口的脈動噪聲的降噪研究仍處于空白階段。
本文針對往復式真空泵出氣口處的“嘟嘟”噪聲進行針對性研究，首先采集了真空泵排氣口處的噪聲數據，得到排氣口特征“嘟嘟”噪聲主要集中在0～4000 Hz，噪聲總值在57 dB(A)左右；然后設計了消聲方案，采用串聯式消聲器消除傳遞損失曲線的通過頻率，改善出氣口處的噪聲幅值和聲品質；根據聲品質計算公式[12]，聲品質的好壞是以聲音的響度來進行計算的，故本文將聲壓值的大小近似于聲品質的好壞。最后制作手板樣件，進行實驗驗證。
展開 西門子工業軟件培訓日程安排（2020.2.13-2020.3.6）
西門子最新推出的C-TPA（component-based transfer path analysis）基于部件的傳遞路徑分析技術在此背景下應運而生，它能很好的滿足和應對目前汽車行業面臨的挑戰和需求。C-TPA技術促使主機廠不需要等待每一個車型的樣車試制就能在實現早期NVH性能預測，在汽車研發的初期更快速的發現問題解決問題。同時也促使零部件供應商更早的完成部件級的產品設計及優化，只需在臺架上完成實驗就可以預測其裝配以后的整車NVH性能，極大的提高了主機廠和零部件供應商之間的工作效率
講師
王振
會議注冊鏈接
已完成
課程3
整車能量管理整體方案及成功案例分享
課程序號
SC202003
培訓日期
2020-02-17（星期一）
培訓時間
14:00-15:30
課程簡介
本課程與你分享整車能量管理分析的方法流程，以及西門子Simcenter Amesim系統建模平臺在整車開發各階段能耗優化分析的應用特點與成功案例
講師
劉松
會議注冊鏈接
https://scs.webex.com/scs-sc/j.php?
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