挖掘机驾驶室噪声源识别的多输入偏相干分析.pdf

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1、2013年4月机械设计与制造工程Apr．2013第42卷第4期MachineDesignandManufacturingEngineeringVo1．42No．4DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2013．04．015挖掘机驾驶室噪声源识别的多输入偏相干分析周碌，李舜酩，张袁元，孟浩东，胡伊贤(南京航空航天大学能源与动力学院，江苏南京210016)摘要：以某挖掘机为试验对象，利用偏相干分析法对其驾驶室噪声源进行研究。研究中对驾驶室噪声信号进行频谱分析，确定影响驾驶室噪声的主要频率。建立挖掘机多输入单输出系统，利用偏相干函数排除输入信号

2、之间的相关影响，计算残余信号对输出的贡献，并在各主要频率上对噪声源贡献排序。发现该挖掘机驾驶室的主要噪声源为进气噪声、排气噪声和发动机噪声。关键词：挖掘机；噪声源；偏相干函数中图分类号：TB533．2文献标识码：A文章编号：2095—509X(2013)04—0062—03随着工程机械行业的迅速发展，挖掘机的保有傅立叶变换为y。{日}，i=1，2，⋯，，l为常参数线量逐年提高，挖掘机也越来越多地应用在城市建设性频率响应函数【6J。Ⅳ为偏离理想模型的偏差的有的方方面面。与此同时，挖掘机噪声污染越来越受限傅立叶变换。到相关部门的关注，尤其是驾驶室噪声。根据最新为

3、了排除输入信号之间的相关影响，引人信号国家标准GB16710—2010《土方机械噪声限的计算公式：值》¨J，履带式挖掘机司机位置处声压级限值规定州=．()!一LXi．()l(1)为83dB(A)，与旧标准相比降低了9dB(A)。这给式中：．(i-1)!和置．(i!表示排除，，，⋯，置一，信挖掘机的噪声控制带来了新的挑战。号影响的信号和置信号；．fI表示排除了置，控制挖掘机噪声的基础是准确识别噪声源。，⋯，置信号影响的信号；为传递函数，可通识别噪声源的方法有很多，近年来信号分析方法成过公式(2)求得。为了主流，主要有频谱分析法、相干函数法、倒频谱=(2)法、声

4、强法、声全息法等J。由于输入信号之间往·(i一1)!往具有一定的相关性，因此尝试将偏相干分析方法式中：

5、s．(1．I)!和．sf1．(f-1)!是信号置，去除之间相应用在噪声源识别研究中，利用偏相干函数排除输关影响后的条件互功率谱密度函数和条件自功率入信号之间的相关影响，识别挖掘机驾驶室主要噪谱密度函数。而偏相干函数：声源一。l'：iy·()!：———一(j3)1偏相干分析法的基本原理即表示输入信号置去除相关影响后对输出信号y图1所示为一个一般多输入单输出模型。其的影响。中{}，i=1，2，⋯，n表示被测量的输入戈(t)，=1，2，⋯，，l的有限傅立叶变换，

6、输出，，(t)的有限2挖掘机驾驶室噪声源识别2．1试验布置将以下主要噪声源：排气噪声、进气噪声、发动机噪声、液压泵噪声、主阀噪声及风扇噪声为输入，驾驶室司机耳旁噪声为输出，构建出多输入单输出系统，其测点布置如图2所示。试验中挖掘机定置1多输入单输出系统不动，工作机械模拟挖掘动作，发动机转速选用常收稿日期：2012一l2一l4作者简介：周瑕(1987一)，男，江苏南京人，南京航空航天大学硕士研究生，主要从事车辆噪声与振动控制研究。·62·2013年第42卷机械设计与制造工程频率的偏相干系数，见表1。在驾驶室噪声自功率谱上峰值很高，但是评价驾驶表1驾驶室噪声峰值

7、频率的偏相干系数室噪声是以对人耳的影响为前提，在26．67Hz、80．峰值频排气进气发动机液压泵控制阀风扇00Hz和721．30Hz处的噪声源不能作为驾驶室噪率／Hz噪声噪声噪声噪声噪声噪声声的主要噪声源。因此，该挖掘机驾驶室的主要噪26．670．077O．292O．0090．0100．1650．24780．0o0．5380．9380．0350．0100．0o20．O60声源为进气噪声、排气噪声和发动机噪声。214．700．O660．2320．0130．0440．O550．077241．3O0．3610．2040．o5O0．OO40．0140．o86321．

8、30O．O550．0330．4420．O280．0820．O163结论641．3O0．460．0120．009O．0240．0190．069本文利用多输人的偏相干分析法对某挖掘机721．3O0．0570．1760．2170．3950．0140．396驾驶室噪声进行了试验研究与分析，发现在影响挖从表1中可以看出，频率为26．67Hz时，噪声掘机驾驶室噪声的4个主要频率中，进气噪声在频主要为进气噪声和风扇噪声，其次是主阀噪声；频率为214．70Hz和241．30Hz时贡献最大。而在频率率为8O．00Hz时，主要噪声源为进气噪声，排气噪为241．30Hz和641．

9、30Hz时排气噪声是其主要噪声其次；频率为214．7