发动机激励引起的车内结构噪声分析与控制

发布时间：2019-01-17 10:54

【摘要】：汽车车内噪声对乘员的身体健康有着一定的影响,其噪声水平不仅受到法规的限制约束,更关乎汽车的市场竞争力,因此研究降低汽车车内噪声水平的方法具有重要意义。本文为探索降低车内结构噪声的有效方法,以某企业某款正向开发的SUV汽车(设计车)为研究对象,从发动机激励引起的车内结构噪声的产生机理着手,对激励传递的路径进行分析与控制。主要研究内容包括:动力总成悬置系统分析与优化:建立了设计车动力总成悬置系统六自由度模型,编写了基于Matlab图形用户界面(GUI)的动力总成悬置系统分析程序,对设计车动力总成悬置系统进行了振动与解耦分析,并通过约束动力总成各阶模态解耦率,以固有频率的合理分布为目标函数,以悬置各向刚度为设计变量,运用遗传算法进行了优化,获得了一个解耦率高、固有频率分布合理的动力总成悬置系统。车身结构模态分析:建立了同档次竞争车型(对标车)的白车身有限元模型,进行了对标车白车身结构自由模态分析,并将模态分析结果与对标车实车模态测试结果进行了对比,验证了有限元建模的正确性和可靠性;采用验证后的建模方法,建立了设计车白车身与内饰车身有限元模型。动力总成安装点动刚度分析:基于车身结构有限元模型,采用模态叠加法对设计车与对标车动力总成安装点动刚度进行了分析与对比,验证设计车动力总成安装点动刚度满足工程要求。车内声学分析:基于设计车内饰车身有限元模型建立了驾驶舱声腔有限元模型,并进行了自由声学模态分析,以分析其声学特性;建立了设计车车身结构-声腔有限元耦合模型;基于模态频率响应分析方法,分别在设计车各动力总成安装点施加单位简谐激励,分析车内噪声参考点(驾驶员右耳处)的噪声响应特性。结构优化:针对设计车车内噪声响应的峰值进行了面板贡献量(PPF)分析和模态参与因子(MPF)分析,以分析结果为依据,采用改进车身结构、在敏感位置贴粘弹性阻尼贴片和用有机夹层玻璃更换前挡风玻璃的措施来控制车内噪声,并对优化后的车身结构进行了车内噪声仿真验证。研究结果表明:通过控制措施,有效地降低了驾驶员右耳处的结构噪声响应,降噪措施合理有效。
[Abstract]:The noise level of vehicle is not only restricted by regulations, but also related to the market competitiveness of automobile. Therefore, it is of great significance to study the method to reduce the noise level in vehicle. In this paper, in order to explore the effective method to reduce the internal structure noise of the vehicle, taking a SUV vehicle (design vehicle) which is developed in a forward direction in an enterprise as the research object, starting from the mechanism of generating the structure noise in the car caused by the engine excitation. The path of incentive transmission is analyzed and controlled. The main research contents are as follows: analysis and optimization of powertrain mount system: the six degree of freedom model of powertrain mount system is established, and the analysis program of powertrain mount system based on Matlab graphical user interface (GUI) is compiled. The vibration and decoupling analysis of the suspension system of the design vehicle powertrain is carried out. By restricting the decoupling rate of each order mode of the powertrain, the reasonable distribution of the natural frequency is taken as the objective function, and the stiffness of the mounting direction is taken as the design variable. The genetic algorithm is used to optimize a power assembly mount system with high decoupling rate and reasonable natural frequency distribution. Modal analysis of body structure: the finite element model of the white body of the same class of competing vehicle model is established, and the free modal analysis of the white body structure of the standard car is carried out. The modal analysis results are compared with the modal test results of the vehicle, and the correctness and reliability of the finite element modeling are verified. The finite element model of the white body and interior body is established by using the verified modeling method. Dynamic stiffness analysis of powertrain mounting point: based on the finite element model of body structure, the dynamic stiffness of the design vehicle and the power assembly of the standard car is analyzed and compared by using the modal superposition method. Verify the design of the vehicle powertrain installation point dynamic stiffness to meet the requirements of the project. Interior acoustic analysis: based on the finite element model of the interior body of the design vehicle, the finite element model of the cockpit acoustic cavity is established, and the free acoustic modal analysis is carried out to analyze its acoustic characteristics. The finite element coupling model of the design car body structure and acoustic cavity is established. Based on the modal frequency response analysis method, the noise response characteristics of the noise reference point (the driver's right ear) in the design vehicle are analyzed by applying the unit harmonic excitation at the installation points of each power assembly of the design vehicle. Structural optimization: (PPF) analysis of panel contribution and (MPF) analysis of modal participation factor are carried out for the peak noise response in the design vehicle. Based on the analysis results, the improved body structure is adopted. The internal noise is controlled by sticking viscoelastic damping patch in sensitive position and replacing the front windshield with organic laminated glass, and the optimized body structure is verified by simulation. The results show that the structural noise response of the driver's right ear is effectively reduced by the control measures, and the noise reduction measures are reasonable and effective.
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.8

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本文编号：2409989