电冰箱后背板试验模态分析

    从2005年8月1日起,强制性国家标准5家用和类似用途电器噪声限值6(以下简称5标准6)正式开始实施。5标准6由中国家电研究院起草,对冰箱、空调、洗衣机、微波炉、抽油烟机和电风扇6类家电的噪声进行了限值。在噪声限值标准中,容积在250L以下的冰箱,其噪声值不得超过47dB,容积在250L以上的冰箱,其噪声值不得超过55dB。一些有实力的厂家根据自己的产品水平,还制定了比国家标准更为严格的企业标准。

    基于这样一种背景下,国内外众多冰箱厂家纷纷加大了噪声抑制的研发力度,/节能0、/低噪0产品不断问世,如伊莱克斯噪声值低于35dB的/新静界0系列、符合欧洲节能A级标准的/省电奇冰0系列等,但是由于生产成本及工艺等方面上的限制,并不是所有的产品都能达到这样的噪声水平,而传统的研究方法在冰箱进一步/降噪0方面似乎已经无能为力了,因此,面对着用户需求的提高所逐步显现出来的一系列问题,对一些潜在的/发声机制0进行深入的研究,开发出高效、低价的设备装置,逐步解决冰箱噪声问题,成为了企业提高其产品质量的重点研究方向。

    1 试验原理及试验方法

    1.1 试验原理

    试验模态分析是在机械上人为的布点,对选定点的个点施加激振力,同时测量所有布点响应,由此求出机械上各点的频响函数,最终得出各个模态参数的方法。冰箱后背板是连续振动系统,在实际进行振动分析、参数识别时需要把结构离散为有限个自由度的离散振动系统。在物理坐标下其运动方程为[1-3]

[M]{x##} +[C]{x#} +[K]{x} = {F}(1)

    式中:[M]质量矩阵; [C]阻尼矩阵;

    [K]刚度矩阵; { x##}加速度矩阵;

    {x#}速度矩阵; {x}位移矩阵;

    {F})))负载矩阵。

    对上式两边进行傅立叶变换,可得

(jX[C] +[K] -X2[M][X(X)] = [F(X)] (2)

    式中, [X(X)])))系统响应频谱。

    由振动理论知,对线性时不变系统,系统的任何一点响应均可表示为各阶模态响应的线性组合。对i点的响应

Xi(X) =Enj=1<ijqj(X) (3)

    式中:<ij)))第i个测点,第j阶模态的振型系数。

    由各测点的振型系数所组成的列向量为{<}j=(<1j,<2j,<3j,,,<nj)T称为第j阶模态向量,它反映该阶模态的振动形状。由各阶模态向量组成的矩阵称为模态振型矩阵,记为

[<] = [{<}1, {<}2,,, {<}n] (4)

    由式(3)、(4)可得系统的位移响应列向量为

{x} = [<]{q} (5)

    式中: {q})))引入的模态坐标向量