由试验模态分析确定振动物体的辐射效率.pdf

维普资讯 弱 ， 邶 撕 ，渺 1992年第l期 振 动 与 冲 击 总第 44期 由试验模态分析确定振动物体的辐射效率 业 (江苏工学院) ， 擅 要 在工程应用中，常采用辐射效率来建立振动与声之间l的桥梁。但对于不规则的振动板壳结构其辐 射效率在理论解析范围内是难般获得的。本文根据振动模态分析方法，推导了板壳结构的各阶模态辐 射效率的计算公式。~- S195型柴油机的齿轮盖板，应用试验模态分析获得了各阶模态的振型函数， 由此根据本文推导的公式，计算了齿轮盖板的各阶模态辐射效率，可作为工程应用的依据。 一 引 言 机械噪声大部分是由工程机械的振动而辐射的。如何建立振动与声之间的桥梁，一直是学术 界比较活跃的课题之一，其研究成果也相当丰富。但在工程 中获得广泛应用的还是采用辐射效率 o 的方法。辐射效率om 表示了整个振动——声辐射系统辐射噪声的能力，不仅与振动弹性物 体固有的物理性能有关，而且还与激励力以及辐射的声环境有关。在工程应用中，如果振动物体 的辐射效率已知，则可通过测量振动物体振速的均方值而获得所辐射的声功率…。 但是对于复杂物体振动的辐射效率 。在理论范围内目前还难以获得，仅对于一些典型振动 声源以及矩形和圆形板振动获得了各阶模态辐射效率”“。“。在应用中往往将复杂振动物体进行 简化，来近似采用 已知的典型振动声源的辐射效辜．从理论上讲．振动物体的辐射效率与模态辐 射效率是有区别的，前者是包含激动力在 内的振动系统的辐射能力，而后者是振动物体本身固有 辐射能力的度量。作为工程上的近似应用，当阻尼比较小以及激励力谱比较平措时，可采用模态 辐射效率来近似代替振动系统的辐射效率。本文根据当代模态分析技术，推导了各阶摸态辐射效 率的计算公式 并给出了模态辐射效率与辐射效率之间的关系。针对S196型柴油机 齿轮盖板， 通过模态试验分析．计算 了各阶模态的辐射效率，由此可作为工程应用的根据。 二 辐射效率口rld 振动物体在稳态激励的场合，其辐射效率a 定义为， o t‘WlW 口 (1) 式中： 一 振动表面辐射的声功率- 矿r——一参考功率．在物理意义上理解为邻近振动表面一层空气介质在单位时间内的平均振 动能最。 根据空气介质的连续条件，认为邻近振动表面一层介质的振动速度就为振动表面的振速．此 外．对稳态激励振动．可由付氏变换等价地将时域转变到频域。于是在频域上设振动表面任一点 的振动速度为U。( w)，并记此振速的自功率谱为G。(，w)，即 维普资讯 ● 第 4期 由试验模态分析确定振动物体的辐射效率 G ， )； ’ (90 其中 表示一段足够长的观察时间，符号 “ 表示求复数的共轭 从而参考功率为 rr ’ W )=pcIl (*，w)ds(x) (8) 式 中 pc一 空气介质声特征阻