【正文】 代入下式便可計算出聲壓總的加權均方根值 。39。一種是在時間域內對動態(tài)信號進行計算得到所要的試驗結果，式 (814)、 (825)和 (836)均屬此類，通常將這種方法稱為動態(tài)信號的時域分析法；另一種是將動態(tài)信號通過富氏變換將其轉換到頻域后再作計算而得到試驗結果，式 (820)和 (834)即屬此類，這種將動態(tài)信號轉換到頻域處理的方法稱為動態(tài)信號的頻域分析法 對于動態(tài)信號的時域處理 ， 在設定的時間段內 ，由于 ， 所以用矩形窗函數(shù) 去乘式 (814)中的 、 (825)中的 或 (836)中的 ， 然后再進行積分運算 ， 所得的結果和原來完全一致 ， 即窗函數(shù)的引入不會改變動態(tài)信號的處理結果 。 事實上泄漏就是在信號處理過程中所產生的誤差 。 由此可見 ， 一個好的窗函數(shù) ， 其富氏變換的主瓣應窄 、 副瓣應小 。但它的主瓣寬度卻拓寬了一倍。 對于 中的任意點 處的值 ， 參考前 、 后兩點 和 處的值 和 ， 圓滑過渡為準則進行修正 。 若要獲得譜線之間某頻率點的數(shù)值 ， 則只能根據(jù)該點相鄰譜線的數(shù)值給出一個估計值 。 ()xt ()Xf N 1sk ff k kTN??T sf 0 ,1, 2 , , 1kN?? ()Xf 1Tf? f?f?sfTf?11 sffT N T N? ? ? ??NN二、細化技術 細化技術又稱細化的快速富氏變換 ( )。 Zoom FFT?sf cf2scff?N? 2scff? N?f?21 0 2 4 5 1 2ccfff? ? ?cff?cf?cf?0~cf 0~cfcf?cf? cf 對于基帶富氏變換 ， 其分辨帶寬為： (853) 而選帶富氏分析的分辨帶寬為： (854) 實現(xiàn) 計算的方法有多種 ， 其中應用最廣的是移頻式 計算法 。 通常將 頻率范圍內的頻譜分析稱為基帶富氏分析 ， 將所選頻段 內的頻譜分析稱為選帶富氏變換 。 但采樣點數(shù) 的增加會使計算時間成幾何級數(shù)地增加 。 (850) ()xt()Xf ()xt2( ) ( ) j ftX f x t e dt??? ???? ?/AD()xn2( ) ( ) j fnnX f x n e ???? ? ?? ? 動態(tài)信號 經離散富氏變換所得到頻譜 的 根譜線位置是 （ — 采樣時間 ， — 采樣頻率 ， ） ， 即 僅在基頻 的整數(shù)倍的頻率點上有數(shù)值 。 平滑處理的方法有多種 ， 在此僅介紹一種最常用 的方法 。 圖 88 哈寧窗的構成圖 比較圖 86(b)和圖 88可知，矩形窗 的主瓣高為 ，第一副瓣的高約為主瓣的 20％；哈寧譜窗 的主瓣高為 ，寬為 ，第二副瓣的高約為主瓣的 ％。 圖 87 泄漏時動態(tài)信號處理的影響 (a) 時域計算結果 (b)用矩形窗函數(shù)在頻域中的計算結果 ()Xf()Xf?一、選用合適的窗函數(shù) 從圖 86中可以看出 ， 泄漏的大小取決于譜窗副瓣的大小 。 在主瓣兩側還出現(xiàn)一系列小峰 ， 稱為副瓣 。 進行動態(tài)信號處理時不可避免地要用到窗函數(shù) 。()pt39。為此人們引出了一個成倍比關系的對比量 —聲壓級和 A、 B、 C三個計權網(wǎng)絡，其中 A計權網(wǎng)絡是按照人耳的特性對聲壓的時間歷程 進行濾波（它相當于汽車行駛平順性中的頻率加權）， C計權網(wǎng)絡對 不加衰減，因此它反映了聲壓的總量， B計權網(wǎng)絡介于 A、 C之間，如圖 83所示。 噪聲是一種機械縱波 ， 它在介質中傳播時的壓力與無聲波傳播時的靜壓力之間有個差額 ， 稱為聲壓 ,它是測試儀器容易測得的物理量 。 amnji?21 ()ulfa m n ji m n jif Y f d fT? ? ?amnji?m n jlf ufT T min? ?mnjiyf m n ji 若某被試車輛的行駛平順性不夠好 ， 顯然是座椅上振動的輸出不夠理想 ， 即要么是座椅上振動的輸出能量在各頻帶上分布不合理 ， 如振動能量在人體最敏感的頻率范圍 （ 垂直振動 4Hz～ 8Hz， 水平振動 1Hz～ 2Hz， 暈車界限 ～ 1Hz） 內的加速度均方根值較大；要么是振動輸出的總能量較大 ， 即各頻帶上加速度均方根值均較大 。 0() m n im n i YAj X? ?()m n i m n ij? ? ??()mn iHj?0() m n ijm n im n i YH j eX?? ??()mn iAj? i?()mn ij?? i?m 1, 2, 3, 4m ? n 1, 2,3, 4n ? 研究汽車行駛平順性常用的方法 從理論上講，先用試驗的方法測出汽車整車的頻率響應函數(shù)，然后針對頻率響應函數(shù)的幅頻特性的特點，采取適當?shù)募夹g措施（調整震動參數(shù)），使之對人體最敏感頻率范圍的振動具有較強的衰減特性。K2512人體振動分析儀對大量客車進行試驗的結果提出來的 ， 因此若用 的限值指標進行評價汽車的行駛平順性 ， 則應按式 (827)對振動信號進行處理 62012 0 l g [ 1 0 ( ) ]TLe g a t d tT?? ?2011 2 0 2 0 l g ( )T a t d tT?? ?dBdBdBLegLeg頻率響應函數(shù) 在第二章第六節(jié)中介紹過兩種測量系統(tǒng)動態(tài)特性的方法 ，即正弦輸入法和脈沖輸入法 。K2512。 再對經過頻率加權處理的振動信號 進行富氏變換得 ， 將其代入式 (820)便可得到加速度加權均方根值 。 因此在工程上常采用直接計算法 ， 即對樣本記錄截斷后的數(shù)值序列 進行快速富氏變換得到自功率譜 。 振動加速度的均方根值 由 《 隨機振動 》 知： (810) 式中： —— 加速度均方根值； —— 時的自相關函數(shù) 。 1) 客車 、 轎車座椅和各類車輛駕駛室座椅上的采樣頻率和采樣時間間 隔為 ； 2)各類車輛車廂底板及車橋上測點的采樣頻率和采樣時間間隔為 ， ； 3)駕駛員手臂振動的測量 ， 其采樣頻率和采樣時間間隔為 ， ； 4) 暈車界限的測量 ， 其采樣頻率和采樣時間間隔為 。 圖 82給出了人體 、 駕駛員手臂對不同頻率的反映特性 。該標準的主體部分來自于國際標準 ISO 2631， 但只節(jié)選了其中乘員對振動反應的一部分 。 由前面的分析并比較式 (83)和 (84)可知， 倍頻程分別評價和加速度加權均方根值的評價方法，其實質是一致的。 一、三種試驗評價方法的關系 1/3倍頻程分別評價是將試驗的分析頻段按照 將其分為若干個頻帶 ， 計算出每個頻帶上振動加速度的均方根值 ，然后將其與國家標準中的評價指標進行比較 ， 以確定汽車行駛平順性的水平 。 是指駕駛員所承受的振動在此界限內 ， 是否能保持正常有效地駕駛操作 。 關于汽車結構強度問題的動態(tài)研究已形成了一個獨立的學科 —— 《 汽車的試驗模態(tài)分析 》 ， 有興趣的同學可以去研讀相關的內容 ， 本章的重點是以汽車行駛平順性為例來討論汽車動態(tài)測試的數(shù)據(jù)處理問題 。 對于汽車產業(yè)而言 ， 動態(tài)測試研究的重點是振動和噪聲 。 我國也制定了相應的國家標準 GB4970 《 汽車行駛平順性隨機輸入試驗方法 》 。 吸收功率 吸收功率：是根據(jù)人體對振動強度的承受能力提出來的。 （ 83） 將 與標準中最敏感頻率范圍 (垂直振動 :4Hz～ 8Hz,水平振動 :1Hz～ 2Hz )內的評價指標 (見圖 81)進行比較便可得到暴露時間 ， 越長 ， 汽車的行駛平順性越好 。 加速度加權均方根值評價方法是基于人體對振動反映的大量調查而提出來的 ， 該評價方法認為 ， 汽車行駛平順性的好壞 ， 是由對人體影響最大的那個頻帶上的振動量所決定的；總的加速度加權均方根值的評價方法卻不同 ， 它是對人體所承受振動總量的一個考核 。 暴露時間越長 ， 汽車的行駛平順性越好 。 1313 圖 82 人體對振動反應的特性曲線 由第二章對動態(tài)系統(tǒng)的分析知 ， 系統(tǒng)的輸出 、輸入和頻率響應函數(shù)的關系為： (87) 若將式 (87)與濾波器的工作原理進行對比不難發(fā)現(xiàn) ， 頻率響應函數(shù)的作用就像是一個濾波器 ， 若要減小某些頻帶上的振動量 ， 只需調節(jié)濾波器的參數(shù) ， 使之在這些頻帶上的衰減增加既可 。 但點數(shù)的增加會使計算時間成幾何級數(shù)增加 。 (813) 從理論上講 ， 用式 (811)也可得到 倍頻程各頻帶上的加速度均方根值 ， 即用一組帶寬和 倍頻程各頻帶帶寬一致的帶通濾波器對加速度的時間歷程進行濾波 ， 得到一組按頻帶排列的加速度時間歷程 ， 然后將其代入下式 (814) 便可計算出 倍頻程各頻帶上的加速度均方根值 。 倍頻程各頻帶上加速度均方根值 為 (820) 式中： —— 中心頻率為 所對應頻帶上的加速度均方根值； 、 —— 分別為各頻帶的上下限和上限頻率； ——— 中心頻率為 所對應頻帶上加速度時間歷程的富氏變換 。ai?總的加速度加權均方根值 式 (84)是總的加速度加權均方根值的原理式 ， 事實上在工程實際中很少采用這種計算方法 。 對于汽車振