汽車車身薄壁件阻尼復(fù)合結(jié)構(gòu)振動-聲學(xué)分析與優(yōu)化.pdf

1、乘用車朝著高速化、輕量化發(fā)展,由此帶來的噪聲問題變得越來越突出,直接影響著乘坐的舒適性.另一方面,隨著人們對舒適性的要求不斷提高,汽車的NVH(Noise噪聲,Vibration振動,Harshness平順性)特性越來越受到汽車廠商的高度重視,因此,有效減少振動和噪聲已成為汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個重要目標(biāo). 本文以數(shù)值仿真方法為主,理論與試驗方法為輔,對車身聲固耦合系統(tǒng)和薄壁件阻尼復(fù)合結(jié)構(gòu)的振動-聲學(xué)特性進行了研究.重點分析了汽車薄壁

2、件阻尼復(fù)合結(jié)構(gòu)的建模方法及其在外部激勵下的振動和聲學(xué)響應(yīng),尋找結(jié)構(gòu)參數(shù)對其振動-聲學(xué)性能的影響規(guī)律,并優(yōu)化結(jié)構(gòu)的參數(shù)組合.具體進行了以下研究: 應(yīng)用濕模態(tài)法對-具體乘用車車身聲固耦合系統(tǒng)進行了數(shù)值仿真研究,分析了車身與內(nèi)部聲腔的模態(tài)特性,以及系統(tǒng)受到發(fā)動機激勵時內(nèi)部聲腔的聲壓響應(yīng).薄壁件是汽車車身的重要組成部分,車室內(nèi)的大部分聲能是由車身壁板輻射的,針對聲壓峰值貢獻較大的車身壁板進行振動控制,可以達到事半功倍的降噪效果.因此針對

3、駕駛員耳部的聲壓最大值進行了壁板貢獻度分析,找出產(chǎn)生聲壓峰值的關(guān)鍵壁板,有針對性地進行結(jié)構(gòu)修改. 為了提高利用數(shù)值仿真方法預(yù)測阻尼減振降噪效果的準確性,對粘彈性阻尼復(fù)合板結(jié)構(gòu)的阻尼特性建模進行了研究.為了考慮阻尼材料損耗因子隨頻率變化的特性,提出采用修正模態(tài)應(yīng)變能法描述阻尼復(fù)合結(jié)構(gòu)的阻尼特性,仿真結(jié)果與實驗結(jié)果吻合得很好.這說明本文所提出的修正模態(tài)應(yīng)變能法對阻尼復(fù)合結(jié)構(gòu)建模是可靠、準確的. 研究了阻尼復(fù)合板結(jié)構(gòu)的尺寸和材

4、料參數(shù)對其阻尼和聲學(xué)特性的影響.通過對阻尼結(jié)構(gòu)材料參數(shù)、幾何和形狀參數(shù)的定性分析得出在一定范圍內(nèi)增加阻尼層的厚度能大大改善結(jié)構(gòu)的振動和聲輻射性能,但在重量和模態(tài)頻率的約束下,存在使結(jié)構(gòu)振動-聲學(xué)特性最優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)組合.研究了利用基于近似思想的響應(yīng)面法進行阻尼復(fù)合結(jié)構(gòu)振動一聲學(xué)分析與優(yōu)化設(shè)計的主要原理和關(guān)鍵技術(shù).在解決可行域內(nèi)多目標(biāo)響應(yīng)面模型尋優(yōu)問題時,提出采用內(nèi)罰函數(shù)法將多目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為無約束優(yōu)化問題,并實現(xiàn)設(shè)計的多解.研究表明