虚拟驾驶室内声品质预测分析与控制技术研究

发布时间：2017-12-11 23:00

  本文关键词：虚拟驾驶室内声品质预测分析与控制技术研究

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【摘要】：声品质能综合分析声音属性,具有直接反映人主观感觉的优点。但对车辆声品质主客观参数的预测和分析应用一直是汽车行业的难题,其在车辆设计阶段缺少类似于声压级分析的一套完整的声品质主客观参数预测分析技术,导致采用的优化设计措施往往不能实质解决车辆的声学舒适性。针对某国产重型商用车驾驶室内声学性能,基于子系统合成法和模态法,采用有限元(FE)声-固耦合、混合FE-SEA和SEA方法建立统一的全频噪声计算理论和实体模型。在不影响FE驾驶室低频噪声模型准确性的前提下,适当简化驾驶室FE子模型,并建立驾驶室FE-SEA与SEA子模型,使其具有相同数量和属性的子系统,包含54个主要结构子系统和14个声腔子系统。同时采用解析法计算每个子系统的模态密度并以此为基础准确划分噪声的低、中和高频段,确定各子模型的噪声计算范围。综合采用试验和解析计算方法确定模型的参数和输入激励。在获得驾驶室结构激励的方法中,提出建立重型商用车驾驶室全浮式悬置系统的刚柔耦合动力学模型,同时结合时域波形再现(TWR:Time Waveform Replication)的方法优化模型精度,简化实车测试结构激励的流程,计算得到的输出加速度与实验值的误差为±3%。驾驶室的风噪激励是基于N-S方程和大涡模拟(LES:Large Eddy Simulation)理论,采用流体动力学(CFD)方法模拟半消声室风洞试验,对驾驶室表面空气脉动压力进行数值模拟计算得到的。综合噪声声品质的频谱分布与频域内人听觉系统特性,改进Zwicker客观心理声学参数模型,即响度、粗糙度、抖动度、尖锐度等。根据声压级分布场的原理建立基于频域的稳态混响场声品质客观心理声学参数分布场的理论和计算方法。并提出了新的虚拟稳态混响场的声品质客观心理声学参数分布的声源识别方法;声品质客观参数贡献分析方法和声振分解-合成传递函数分析方法,对驾驶室内声学性能和主要噪声源进行预测分析。同时基于BP神经网络方法建立了声品质客观参数与主观烦躁度评价的相关模型,结合虚拟客观心理声学参数的计算结果预测声品质主观评价结果。以多维度、多角度以及全频段预测评价车内的声学属性,完成了虚拟设计阶段从车辆结构设计参数到声品质主客观参数的相互转换的过程,并通过实车道路试验方法验证模型的准确性。客观参数预测结构的误差达到±5%,主观评价结果的预测误差为±8%。以提高声品质主观评价结果为设计目标,基于以上分析确定影响驾驶室内声品质的声振频谱的敏感频段及声源位置,有针对性的采取与之对应的优化措施,通过重构噪声频谱达到设计目标,以最经济有效的措施达到提高车内声学舒适性的目的。通过实车实验验证其最终的优化措施,使驾驶室内声品质主观烦躁度值提升了0.8。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.81

【参考文献】

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本文编号：1280210