时不变性假设在NVH中的应用

时不变性假设：结构的动态特性不随时间变化，因而微分方程的系数是与时间无关的常数。

理论上，结构的动态特征是不随时间变化的，但是因为测试设置的原因，可能会导致动态特征随时间变化，主要体现在以下几个方面：

（1）质量载荷 当测点较多，而测量传感器和数采通道有限时，可能需要分批移动传感器，而传感器是有重量的，因此会引起待测结构的质量（附加了传感器的重量）随着传感器的移动产生变化，从而影响到结构的动态特性。尤其是轻质结构，这个问题更突出。因此，当需要传感器分批移动测量时，分批移动也有一定的技巧。尽量使传感器的重量分布到整个结构中，而不是分布在一个局部小区域。当然也可以使用轻质的传感器。虽然这种移动策略仍然对待测结构有影响，但一定程度上可减少移动质量载荷的影响，保证数据的一致性。

图4-19 结构存在非线性

a）三个不同量级的激励力 b）三条频响函数(www.xing528.com)

如图4-20所示为某变速器壳体的模态结果，壳体本身是一个薄壁结构，由于传感器的移动，使结构变成了一个时变系统，从而使结构的动态特性发生变化，造成分析频带内多阶模态出现了移动，如图4-20a所示，而正常的模态应如图4-20b所示。

（2）支承刚度变化 如果测量过程中，支承结构的支承系统的刚度发生变化，肯定会影响到结构的动态特性。因此，测量过程中要保证支承刚度不发生变化。经常存在这样的情况，由于测点较多，而各类测试任务又很繁重，一次模态试验中途因其他的测试任务导致中断，数天后重新测量时需要重新支承待测结构，这就可能导致两次支承刚度出现明显的差异，从而影响到模态结果。

（3）温度变化 结构的某些属性，如材料参数，可能会受温度影响，从而导致结构的动态特性的变化。例如，对桥梁进行模态参数测量时，有时就会出现早晨测量的频率与中午测量的频率有明显的差异，而这个差异正是温度引起的。

温度变化的另一个典型情况是做发动机TPA时工况数据是在车辆行驶状态下测量的，此时发动机附近的温度可能高达70℃。但是频响函数测量却是在常温下测量的，因此，这就给载荷识别和贡献量分析带来了误差，但这个误差又不可避免。