Введение к работе
Актуальность. В условиях резкого увеличения числа автотранспортных >едств и мощности их двигательных установок остро .встает проблема ;ологаческон защищенности городов н территорий вокруг автотрасс от шума (тотранспортных средств. Шум и вибрация (ШВ) воздействуют на людей, годящихся е салоне автоірзнспортньгх средств. При длительном воздействии о приводит к различным заболеваниям. В связи с этим непрерывно кесточаются международные н отечественные нормы, ограничивающие гешний и внутренний шум автотранспортных средств, а также вибрацию, «действующую на людей в салоне. Вибрация также вредно воздействует на >нборы, узлы н агрегаты автотранспортного средства, вызывая их повышенный нос и выход из строя. Для уменьшения вредного воздействия вибрации тюльзуют методы Енбронзоляцин источников вибрации, а также повышение [брационнон надежности приборов, узлов н агрегатов автотранспортного 'едства. Для отработки вибрационной надежности широкое распространение шутили методы имитации зксгшуатагщонной вибрация автотранспортных едств. При этом близость эксплуатационной к имитируемой Еибрации [евнЕается по энергетическом}' спектру. Спектральное представление хорошо гласуется с общепринятыми частотными способами описания динамических ойств испытываемых узлов, агрегатов и приборов автотранспортных средств, процессе проектирования, производства и экстшуатацнн автотранспортных едств целесообразно использовать эффективные методы н средства ектрального анализа, позволяющие оценивать уровень и спектральный состав щоъ и вибрации. Известные методы и системы спектрального анализа и штацни не Есегда удовлетворяют требованиям, предъявляемым к испытаниям «боров, узлов и агрегатов автотранспортных средств. Это объясняется тем, о внброакустнческне процессы, возникающие в автотранспортных средствах, едставлают собой нестационарный случайный процесс (НСП), а единой тодологнн, е рамках которой можно было бы анализнроЕзть свойства НСП юого типа, не существует. Поэтому для измерения спектра н имитации НСП
_ 2 -
требуются методы, соответствующие конкретному типу нестационарны случайных процессов.
Цель работы. Разработка методов н систем измерения спектра и имнтацн нестационарных случайных внброакустнческих процессов, удовлетворяющн требованиям оценки внбрацнонной надежности приборов, узлов и агрегате автотранспортных средств, а также требованиям контроля внешнего шуь автотранспортных средств.
Методы исследования. Основные результаты получены путе систематизации н обобщения знаний в области Еиброакустнческих исслєдоезні автотранспортных средств н аппаратурного спектрального анализа случаннь процессов.
Теоретические исследования базируются на современных методах теорі вероятности, теории случайных процессов, математической статистик спектрального анализа нестационарных случайных процессов п системно: анализа
Экспериментальные результаты получены при использовании современно виброакустнческого испытательного оборудования и персональной ЭВМ ти ЮМ PC Pentium.
Научная новизна работы заключается в следующем.
Предложена математическая модель спектральной функции звуково давления в линейной пространственно-временной системе, позволяющая учес влияние . характеристик и параметров системы, определяем взаимоперемещеннем источника н приемника звука.
Разработаны методы:
- измерения спектра внешнего шума движущегося автотранспортне средства относительно неподвижного приемника звука. Сущность ыек заключается в компенсации догакровского сдвига частоты при помо: формирования приведенной шкалы частот для каждого момента време: которое осуществляется посредством анализа доплеровскнх нскажеі тестового гармонического сигнала. Показано, что методическая погрешно восстановления спектра излученного акустического сигнала определяе погрешностью измерения частоты принятого тестового акустического сигнал;
- формирования спектра возбуждающего сигнала, позволяющий увеличить очность имгггащгя за счет уменьшения доли паразитных поперечных вставляющих Еостфошводнмой скалярной вибращш. Показано, что юэффнциент уменьшения доли поперечных составляющих вибрации зависит от мггаятудно-частотных. характернсгик Енбровозбудителя, нагруженного [спытываемым объектом, н от вида Еосдронзводпмого спектра;
-нмгггацян случайных нестационарных внбрацнонных процессов жтотранспортных средств, позволяющий увеличить точность воспроизведения пектра скалярной вибрации в системах тпггацин с обратной связью путем ссключення погрешности анализа, обусловленной нестационарностью ослронзводнмой вибрации за счет умножения сигналов в каналах анализа на іункции, обратные модулирующим функциям, задающим нестацнонарность в оответств}тощих каналах формирования. Показано, что прн компенсации [естационарности спектра в цепи анализа может быть устранена методическая [огрешность анализа, обусловленная нестацнонарностью процесса. Прн этом Тієлнчєнпє точности ззенснт от динамического диапазона функции, годуллрующей узкополосные канальные сигналы прн формирования спектра озбуждакяцего сигнала
Практическая ценность, реализация и внедрение результатов исследований. 'заработанные методы повышения качества измерения спектра ШБ н нмггташш гестацнонарной случайной вибрации являются базой для создания эффективных нстем виброакустнческнх нспьгтанкй узлов, агрегатов н приборов втотранспорпшх средств. Результаты работы, реализованные в виде системы вмерения спектра нестационарного случайного акустического процесса, [спользуются на предпрнятни НТЦ "КАМАЗ".
На защиту еыносятся методы:
измерения спектра внброакустнческях процессов автотранспортных
редств в линейных пространственно-Еременных системах с формированием
грлведенной шкалы частот,
имитации нестационарной случайной Етйрацин с подавлением паразитных
[оперечных составляющих прн испытаниях на электродинамическом
ибростенде;
- 4 —
имитации нестационарной случайной вибрации с устранение; методической погрешности анализа, обусловленной нестацнонарностью.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работ докладывались н обсуждались на научной конференции студентов вузе Республики Татарстан (Казань, 1995); на международном конгрессе г воздушному н структурному звуку н вибрации (Санкт-Петербург, 1996); і международном научно-техническом семинаре "Ногые технологии - 9( (Казань, 1996); на научно-технической конференции "Экраноплан - 96" (Казан 1996).
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликован в 12 печатных работах, среди которых 8 тезисов докладов на науч» технических конференциях, одна статья в журнале, одна статья в реферативне журнале, 2 доклада на международных конгрессе н семинаре, из которых оді на англ. языке.
Структура п объем диссертации. Днссергационнаа работа изложена на Г страницах маишнопненого текста, иллюстрируется рисунками и таблицами на страницах и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литератур из 98 наименований и приложения на 12 страницах.
