01功能介紹

在NVH（噪聲、振動和聲音粗糙度）研究中，傳遞路徑分析（TPA）是一種的實驗和基于仿真的成熟技術被用于評估和排序結構或聲固耦合系統(tǒng)中不同結構傳輸路徑引起的噪聲和振動貢獻。傳遞路徑分析（TPA）涉及三個要素：

01

系統(tǒng)的振源（主動振動部件），如發(fā)動機、齒輪傳動或動力系統(tǒng)，或車輪懸架/底盤系統(tǒng)，激勵從這些源頭部件發(fā)出并傳遞到系統(tǒng)。

02

系統(tǒng)的無源部分，其中某些選定響應點或接受者的位置，可以是結構或聲學響應點（例如方向盤處的速度或乘客耳朵附近的聲壓）是值得關注的。

03

傳遞路徑，通常與所謂的連接點、接口點或連接點相關聯(lián)，將接受系統(tǒng)連接到激勵源系統(tǒng)。例如，發(fā)動機支架通常被選為診斷發(fā)動機產(chǎn)生的振動和噪音的傳遞路徑。傳遞路徑是表示振動能量流從界面或連接點到接收點的傳播路徑。

傳遞路徑分析（TPA）允許工程師通過接收側（無源側）界面點的力和振動來表示源激勵。接口/連接點的每個自由度 （DOF） 表示一條路徑，施加來自主動側（激勵側）的作用力。在大多數(shù)工程實踐中，只考慮了三個平移自由度，而忽略了三個旋轉自由度。來自單個路徑的接收點的響應構成來自該路徑的貢獻。

02基于MSC Nastran傳遞路徑分析益處

MSC Nastran的單步傳遞路徑分析功能（TPA）簡化了多步驟仿真過程，是一個標準的MSC Nastran分析作業(yè)，它在一個分析中自動完成模型剖分，激勵側和接收側外部超單元定義、生成和裝配計算，支持自動模態(tài)部件綜合法（ACMS），用戶只需要準備一個輸入文件，即可完成傳遞路徑分析，作業(yè)完成后，所有與 TPA 相關的結果都存儲在 HDF5 文件中，方便繪制和顯示，用戶可以利用Python語言讀取結果、編制后處理報告或結果評價。

03傳遞路徑分析工作流程：

如下圖，說明了典型車身底盤系統(tǒng)中傳遞路徑分析（ TPA） 分析的模型設置。車身/空腔子系統(tǒng)（接收或無源側）在懸置點或接口點連接到底盤/懸架/動力總成子系統(tǒng)（激勵側或有源側），其中源激勵（工作負載）從車輪/發(fā)動機支架進入車輛，并通過底盤/懸架/發(fā)動機支架進入界面點傳遞到車身/空腔。

執(zhí)行模型分解，整個模型分為激勵側、被動側，定義標準的MSC Nastran求解文件，根據(jù)界面點、響應點定義，生成被動側單位激勵傳遞特性分析FRF/NTF，同時，將生成被動側外部超單元模型文件；

裝配被動側超單元模型，做整體分析，根據(jù)源激勵計算界面點處的節(jié)點力 Fi，并計算某些點處的響應Ui。

執(zhí)行傳遞路徑分析（TPA），基于第一步中外部超單元模型和接收所有界面點處的節(jié)點力。使用路徑 i 的 FRF/NTF 和界面力 Fi （GPFORCE），計算路徑 i 的貢獻 Ui，并利用計算的單個路徑的貢獻合成總體響應，如圖 3-1 的公式所示。

其中：

U_t-振動響應點總響應；

U_i-各個路徑響應

H_i-傳遞函數(shù)FRF或NTF；

F_i-界面點力，節(jié)點力（GPFORCE）。

04基于MSC Nastran傳遞路徑分析過程

定義TPASET卡片，聲明要進行TPA分析；

TPA分析中支持定義一個載荷工況，即一SUBCASE；

激勵載荷需要保存在主模型文件中；

通過定義 BEGIN BULK ACTIVE (或PASSIVE) 將模型重組為主動側和被動側；

在主模型中，定義TPADEFN卡片，該卡片定義傳遞路徑分析的激勵源，界面點的組ID，響應類型、響應點SET ID等，如下圖。

其中：

SETID字域定義，TPADEFN標識號，在工況定義段被引用；

GRIDSET字域定義，界面點組ID表示號，組類型SET3；

UNIT字域定義傳遞路徑分析中的分析通道數(shù)目，默認為24通道；

RESPTYP1/2/3字域為響應類型，支持類型有：ACCE、DISP、VECL、PRESSE，即加速度、速度、位移、聲壓

OUTSET1/2/3字域為響應點類型，對應輸入組標識號，組類型為SET3；

定義h5格式文件輸出為：HDF5OUT PRCISIO INPUT YES

圖：示例模型

傳遞路徑分析（TPA ）的結果計算被存儲在 HDF5 數(shù)據(jù)庫文件中。用戶可以使用熟悉的 GUI 工具用于結果顯示和繪圖。為了方便用戶使用，MSC Nastran提供了用于 TPA 結果顯示的 Python 的代碼和處理 TPA HDF5 文件。

圖：傳遞路徑分析結果文件H5，可以直接讀取

圖：TPA分析，各個通道對響應點X的貢獻度

圖：傳遞路徑分析，整體計算與基于各個傳遞通道合成結果對比

圖：傳遞路徑分析，響應峰值點處，貢獻率最大的前五個通道分布圖