振動、噪聲、模態的案例
HBK精準測試方案讓振動與噪聲無處遁形
然而，振動與噪聲問題，常常成為機器人性能提升的“隱形殺手”。如何精準測量、分析與控制這些“看不見的干擾”？HBK憑借其領先的測試測量技術，為機器人行業提供了從傳感器到軟件的一站式振動與噪聲解決方案。
?? 振動測試：為機器人做一次“全身檢查”
機器人在運行中若存在異常振動，不僅影響精度，還可能縮短壽命、引發故障。HBK提供全面的振動測試方案，涵蓋：
抗擾性能測試：評估機器人在電磁、振動干擾下的穩定表現；
地形通過性測試：模擬斜坡、碎石等復雜路況，驗證機器人的適應性；
關節與驅動系統測試：依據最新行業標準，評估電機與減速器的動態性能；
運動控制測試：檢測高速或負載變化下的振動抑制能力；
環境適應性測試：在高低溫、濕度等極端環境下仍保持可靠運行。
HBK提供多種高精度加速度傳感器，包括電荷型、CCLD（IEPE）型、DC響應型等，適用于不同的使用環境，確保數據準確可靠。
結合模態分析技術，HBK還能幫助識別機器人的固有頻率與振型，有效避免共振風險，提升結構設計的合理性。
?? 噪聲測試：讓機器人“靜下來，聽得清”
噪聲不僅是用戶體驗的大敵，也可能是設備故障的前兆。HBK的噪聲測試方案全面覆蓋：
聲功率測試：依據國家標準GB/T 37242-2018，精準測定機器人噪聲水平；
語音交互測試：模擬實際背景噪聲環境，評估機器人語音識別可靠性；
聲學攝像機：實時定位噪聲源，支持穩態與非穩態測量，“看得見”的聲音讓故障無處藏身；
小型電機聲源識別：通過非接觸式測量，精準捕捉電機表面振動與聲學特性；
手持式聲級計：便攜設計，支持藍牙與Wi-Fi遠程控制，適用于現場快速檢測。
展開 驅動電機零階模態及振動噪聲淺析
0階模態與8階模態頻率分別約為6.8kHz與10.2kHz，其振動噪聲頻譜圖如下圖所示。齒輪嚙合產生的噪聲階次，在此不再重述。電機控制器開關頻率與電機工作電流作用產生的電磁力波與上面分析相同，只不過，此處采用變開關頻率，分別采用了5k與10k的開關頻率。a、b兩處由0階模態共振引起，據分析，a 處可能激勵起端蓋的0階模態，b處有兩種可能的解釋，其一，可能由激勵與軸向0階模態作用引起，其二，是殼體（冷卻水套）產生了額外的0階相關的模態頻率。c、d兩處由0階扭轉共振引起。由此可以得出0階模態在驅動電機振動噪聲起著關鍵的作用。
四、結束語
從上述案例分析可知，在當今電動汽車永磁驅動電機中，呼吸模態很容易引起振動噪聲問題，需要工程師提起足夠的重視。
展開 模態分析振動與噪聲測試技術和信號處理與軟計算
配合國家專業技術人才知識更新工程，幫助廣大企業專業技術人員更好地理解和掌握相關信號處理和圖像處理理論/技術及模態分析，振動與噪聲測試這些技術。從而提高自身專業技術水平。我會定于2012年8月16日—22日在杭州舉辦“信號處理與軟計算–及其工程應用”、“模態分析、振動與噪聲測試技術及其應用”兩個高級研修班，授課將以理論與實踐相結合的方式。望各相關單位組織技術骨干積極報名參加。
振動噪聲
源海振聲的技術團隊具有系統級的聲學總體設計能力，可以根據客戶的需求，提出系統聲學設計目標，并按照設計目標的要求，綜合利用隔振、阻振、吸振技術以及消聲、吸聲、阻聲等方法，完成系統聲學設計總體方案，并幫助客戶進行施工、振動噪聲控制元器件的設計及選型，并對最終的實施效果進行分析與評估。
如果您需要解決已經存在的振動聲學問題，請聯系我們！源海振聲的技術團隊具有豐富的聲學仿真計算經驗，綜合利用有限元、邊界元、統計能量法等仿真技術手段，開展噪聲預報以及產品聲學設計方面的工作，幫助客戶在產品設計階段有效的實現聲學設計目標，實現效益的最大化。
如果您需要定制各類振動噪聲測試分析設備，請聯系我們！源海振聲的技術團隊具有豐富振動噪聲測試分析經驗，通過各種振動噪聲測試分析手段（模態測試、傳遞路徑分析、聲全息測試、故障診斷等），幫助客戶查找各類振動噪聲問題，并提出治理方案。
源海振聲多年振動噪聲測試領域的經驗，能夠幫助非專業客戶建立自己的振動噪聲測試能力。我們能夠根據客戶的需求，幫助客戶選擇適合的數據采集儀、振動聲學傳感器、應變儀、振動分析儀、狀態監測和故障診斷設備，并對客戶的技術團隊進行相關培訓，實現客戶利益的最大化。
公司網址：yhzskj.com
聯系電話：027--83808030
展開 
電機振動噪聲的產生以及控制：振動和噪聲的來源
先從電機的噪聲說起，電機噪聲根據其產生機理的不同，大致可分為三類：電磁噪聲、機械噪聲和空氣動力噪聲
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電磁噪聲
電磁噪聲來源于電磁振動，電磁振動由電機氣隙磁場作用于電機鐵心產生的電磁力所激發，而電機氣隙磁場又決定于定轉子繞組磁動勢和氣隙磁導。氣隙磁場產生的電磁力是一個旋轉力波，有徑向和切向兩個分量。徑向分量使定子和轉子發生徑向變形和周期性振動，是電磁噪聲的主要來源；切向分量是與電磁轉矩相對應的作用力矩，它使齒對其根部彎曲，并產生局部振動變形，是電磁噪聲的一個次要來源。還有很多設計和故障原因，也會造成電磁噪聲的增加，例如：鐵心飽和的影響；電網中的諧波分量；異步電動機斷條；裝配氣隙不均勻等等。電磁噪聲的大小與電機氣隙內的諧波磁場及由此產生的力波的幅值、頻率和磁極數有關，也同定子的固有頻率、阻尼系數等密切相關。
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機械噪聲
電機運轉部分的摩擦、撞擊、不平衡以及結構共振形成機械噪聲，主要是軸承和換向引起的。電機軸承在繁重的工作狀態下運轉時，滾珠和外圈滾道相接處會發生彈性變形。滾道變形隨接觸處的變化呈周期性變化，產生振動和噪聲。軸承裝機后，內外圈的配合及軸承游隙對電機噪聲也有一定的影響。
展開 電機振動噪聲建模分析：ANSYS電機振動噪聲分析
噪聲分析
在 Workbench 的 Analysis System 窗口中，選擇Harmonic Acoustic建立噪聲分析模塊，如下圖所示。
圖9 噪聲分析流程圖
對電機定子建立外流場模型，形狀可以自行定義。然后將諧響應分析的速度分布導入流場模型中定子外表面部分，并設定聲場分析邊界條件，如下所示。
圖10 導入諧響應速度分布
圖11 噪聲分析邊界條件
圖12 SPL分布圖
6. 結論與展望
通過ANSYS Workbench可以方便的分析電機振動噪聲，此外在此基礎上還可以進行多轉速分析以及對電機參數進行優化分析。
文章來源：易仿真
展開 電機振動噪聲建模分析：基于導入DXF轉子模型導入MANATEE的振動噪聲仿真分析
通過導入DXF文件與MANATEE的耦合可以更加方便，更加準確的進行電機電磁振動噪聲的仿真分析，為用戶提供了切實可行的解決方案。
文章來源：天源科技
LMS-Signature模塊/NVH（振動噪聲測試模塊） 附LMS 振動噪聲測試與分析系統下載
下載地址：LMS 振動噪聲測試與分析系統
機器設備噪聲測試的新方法--振動法測噪聲
實際機器的振動情況是比較復雜的，但只要能找到輻射效率曲線。根據公式就可得到聲強級（LI），再按測得聲強級所在面的面積可算出聲功率級Lw。
三.實際輻射效率的確定
任何一個機電產品運行后所輻射的噪聲都是來自于多個振源并具有較寬的頻率特征，絕大多數機電產品都是多個振源在各種頻率下振動的綜合，整體振型很復雜，所以，使純理論的推導難以進行。再加之機器表面近場又與遠場的噪聲會有較大差異，因而使理論上推導實際產品的輻射效率指數更為困難。
然而大量的試驗結果也反映了機電產品的振動與聲學特性確實有較強的規律性。首先是輻射聲場的規律性，在一定遠場（測試方法標準所規定的距離）條件下，小尺寸產品都具有球面聲波輻射的特征，即使較大尺寸的產品所測結果都能與遠場測試結果一致。所以。它們的噪聲輻射規律可以歸于脈動球的聲輻射類型之中。對電機的模態分析結果可很清楚地看到，在單一模態頻率下，電機的振動很近于脈動球，只是大多都按二階和三階振型振動。
對電機、電器、電冰箱進行大量試驗研究，以求取這些產品的實際輻射效率指數，試驗研究程序大致這樣進行：
（1） 按不同尺寸結構選擇系列的典型樣機，如電機從80到280機座都有，冰箱幾種容積結構都有。
（2） 在樣機（電機、電冰箱、電器）的表面上確定有代表的振動區和相應的典型測點，如電機有6~7個點；電器有4~5個點；冰箱則是29個點，在每個測點上按1/3倍頻程（有33個頻段）及A計權測定表面頻帶振動級及A計權振動級，同時，按國際和我國標準的消聲室精密法的標準測定各樣機的1/3頻帶聲功率級和A計權聲功率級，一般稱此為消聲室的聲壓級測定方法。
（3） 將表面振動測定結果與消聲室內遠場聲壓級方法測得的結果進行統計分析（按1/3倍頻 帶及A計權）以求取各種產品的實際輻射效率曲線。
經過對十多萬數據的統計分析，我們得到了很有規律的10lgσ曲線，如圖1所示。
展開 壓縮機為什么會有振動噪聲？噴油螺桿、無油螺桿和離心機我們挨個分析
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振動噪聲機理
眾所周知，輕輕敲擊下音叉就能發聲，雙手一拍也能發聲，這是因為運動的物體或者部件偏離原來位置，就會產生振動，導致周圍的空氣介質產生壓差，產生噪聲。聲音在我們日常生活中隨處可見，低至樹葉飄落沙沙時非常安靜的聲音；高到嫦娥5號點火升空瞬間發出讓人難以忍受的轟鳴聲。
空壓機噪聲一般屬于較吵和很吵的范圍內，長時間處于很吵的環境內工作，將對聽覺系統產生不可逆的傷害，其產生機理如圖1所示。
一方面，空壓機轉子等運動部件在做回轉運動中受力產生振動，振動又會通過軸承和機殼等結構支撐部件向外傳遞，通過殼體向外輻射噪聲，產生機械性振動噪聲。另一方面空壓機工作過程中，氣體壓力升高，壓力就偏離了原來的位置，誘發壓力波動（壓差），通過機殼和管道等部件向外傳遞振動，輻射噪聲，產生流致性振動噪聲。因此，根據振動噪聲的產生機理，空壓機可以劃分為機械性振動噪聲和流致性振動噪聲，主要來源于轉子等運動部件和氣流脈動的誘發激勵。
高校科研單位和行業同仁對空壓機振動噪聲控制做了很多研究，從轉子剛度設計、轉子嚙合狀態、機械部件加工精度，運動部件間的裝配間隙等方面入手，降低機械振動噪聲源；進行結構模態分析避免共振，采用雙層壁或者加水套或者油套，應用減振墊和選用吸聲效果好的吸聲棉等措施進一步阻礙振動噪聲的傳遞，機械性振動噪聲得到有效控制，相反流致性振動噪聲逐漸暴露出來，成為制約空壓機振動噪聲的關鍵因素。
展開 直播課程 | 機器學習在振動噪聲與氣動噪聲領域的應用
01/直播主題&時間
機器學習在振動噪聲與氣動噪聲領域的應用
12月23日（星期三）14:00~15:00
02/您所期待的內容
基于機器學習的智能實時仿真
振動聲學與氣動聲學典型問題分析
電機振動噪聲建模分析:基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析
電動機與發電機等電力設備的噪聲起因很多，有電磁振動噪聲、機械噪聲及流致噪聲等等，本文通過ANSYS公司的官方案例為操作背景，詳細介紹如何將作用在定子上的瞬態電磁力作為結構諧響應分析的載荷計算振動噪聲。
1.電磁模型建立與分析
如圖1所示為一個電機模型，電機的額定輸出功率為550W，額定電壓為220V，極對數為4，定子齒數為24個，轉子的轉速為1500rpm，求電磁振動產生的噪聲大小。
本算例使用的模塊如下：
RMxprt模塊：建立電機類型；
Maxwell模塊：2D瞬態電磁場計算；
Structural 模塊：3D諧響應分析計算；
Acoustics ACT模塊：噪聲計算
注：Acoustics ACT模塊需要單獨安裝，請用戶到官方網站上自行下載。
圖1 電機模型
電機的電路模型如圖2所示。
圖2 電機電路模型
1）啟動Workbench。在Windows XP下單擊“開始”→“所有程序”→ANSYS15→Workbench15命令，即可進入Workbench主界面。
2）保存工程文檔。進入Workbench后，單擊工具欄中的按鈕，將文件保存為“zhendongzaosheng.wbpj”，單擊Getting Started窗口右上角的（關閉）按鈕將其關閉。
3）雙擊Toolbox→Analysis System→RMxprt模塊建立項目A，如圖3所示。
4）雙擊項目A中的A1欄進如RMxprt電機設置平臺，如圖4所示。
圖3 RMxprt模塊 圖4 RMxprt平臺
5）依次選擇菜單RMxprt→Machine Type，在彈出的電機類型選擇對話框中單擊Generic Rotating Machine選項，單擊OK按鈕，如圖5所示。
展開 整車電機振動噪聲：某混合動力汽車電機噪聲分析和降噪設計
圖2為電機振動噪聲測試實驗臺．在電機的右側距離外殼1m處布置傳聲器，在殼體中間位置安裝三向加速度傳感器，利用LMSTEST．LAB振動噪聲測試系統。主要測試在全負荷300N·m時按照500r／(min·S)的升速速率，采集電機振動噪聲隨電機轉速的變化規律。
由圖3—5可知：前驅電機的24階和48階為主要噪聲源。其中48階的噪聲貢獻最大，特別是在6250r／min時達到峰值。由于頻率達到5000Hz，產生“刺耳”的高頻電磁噪聲。滿載300N·m時48階的噪聲水平與總體OverallLevel的噪聲水平持平。達到100dB(A)，作為主要噪聲源，要降低電機的整體噪聲必須降低48階的噪聲貢獻量。
為了進一步了解系統的動態固有特性。對電機定子進行了自由模態測試，結果見圖6。
前9階模態頻率是：600、849、l550、l833、2867、3291、3148、4686、5148Hz。48階在6250r／min時激勵頻率與第9階模態頻率接近。定子在徑向力波的作用下處于共振狀態。
2 同步電機噪聲的計算及降噪措施
同步電機的噪聲具有以下特點：
(1)定子和轉子合成磁場基波產生的振動具有電網2倍的頻率，振動的幅度正比于氣隙磁密的平方：
(2)由于任何一對定子磁勢建立的磁密為曰．，的旋轉波和轉子磁勢建立的磁密為B。的旋轉波相互作用會產生較高頻率的振動，它們當中最強的是齒諧波：
(3)在考慮相互作用的磁場B。口。時，必須注意只是產生最大力波的磁場及振動力波次數r最小的諧波。
展開 電機NVH測試優化：鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用
在新能源汽車、工業電機、家電電機等領域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機品質的核心指標，直接影響產品舒適性、可靠性與市場競爭力。電
電機NVH測試優化：鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用
在新能源汽車、工業電機、家電電機等領域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機品質的核心指標，直接影響產品舒適性、可靠性與市場競爭力。電機NVH測試的核心訴求是準捕捉噪聲與振動信號，而測試基準的穩定性直接決定信號采集的真實性。鑄鐵平臺作為電機NVH測試臺的核心基礎部件，憑借高剛性、低振動、強抗干擾的特性，為噪聲振動測試搭建穩定基準，是優化NVH測試精度與效率的關鍵支撐。本文深解析鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用，融入電機噪聲測試平臺、振動測試基準平臺等高頻關鍵詞，為NVH測試方案優化提供技術參考。
電機NVH測試的核心痛點是“信號干擾導致測試失真”。噪聲振動信號本身具有微弱性、高頻性特點，測試過程中，電機運行產生的振動易引發測試基準變形，車間環境噪聲、地面振動、其他設備運行干擾等，也會混入測試信號，導致真實的電機NVH信號被掩蓋。普通測試基座難以這些干擾，而鑄鐵平臺通過科學的結構與工藝設計，從根源上優化測試環境，為準采集NVH信號筑牢基礎。
鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用，主要通過三大核心價值實現，為NVH測試優化提供關鍵支撐。其一，高剛性結構保障測試基準穩定。平臺主體選用HT250強度灰鑄鐵或QT600球墨鑄鐵，經高溫時效+振動時效+自然時效三重處理，殘余應力去除率≥99%，搭配“箱型封閉框架+十字交叉加密筋板”設計，筋板厚度≥25mm，臺面厚度≥100mm，在電機振動載荷作用下，臺面撓度≤0.01mm/m，無塑性變形。穩定的基準面可避免電機安裝位置偏移，確保振動傳感器采集的信號真實反映電機本身振動特性，減少基準變形導致的測試誤差。
其二，優異阻尼特性抑振動干擾。
展開 電機振動噪聲建模分析：基于Motor-CAD的永磁同步電機E-NVH仿真分析（單一工況點噪聲）
4.2 電磁力結果分析：在分析電磁振動噪聲時，主要是分析靠近定子側的電磁力。下圖所示為電機氣隙一點徑向力隨時間變化波形及fft，從中我們可以得到各次諧波幅值大小。
下圖所示為電機氣隙時空波形及其二位傅里葉分解，從中我們可以得到各次諧波幅值大小。
下圖所示為電機氣隙徑向力時空波形及其二位傅里葉分解。從中可以看到各次諧波值。
4.3 電磁振動結果分析：
下圖所示為定子靜態位移，從中可知，0階0倍頻靜態位移和8階2倍頻靜態位移較大，由4.2節可知這是因為電磁力大的。
下圖所示是定子模態放大系數，在各階模態固有頻率處放大系數較大。
下圖所示為動態位移，由圖可知0階0倍頻靜態位移和8階2倍頻靜態位移較大，由4.2節可知這是因為電磁力大的。
下圖所示為振動速度和振動加速度，由圖可知0階和8階振動速度、加速度較大。
4.4電磁噪聲
下圖所示為電機定子輻射聲功率，從中可知0階12倍頻，8階10倍頻14倍頻輻射聲功率較大。
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