基于低频振动问题的结构材料一体化设计研究

发布时间：2021-02-04 13:58

　　近年来,随着汽车技术的发展,汽车各方面性能不断提升。人们对舒适性的要求也越来越高。汽车振动与噪声问题已成为乘坐舒适性的重要指标之一,也越来越受到消费者以及各大汽车厂商的重点关注。另一方面,随着环境与资源问题日趋严峻以及新科技的发展与应用,轻量化技术和新材料技术广泛应用于汽车上。作为汽车轻量化设计中重要的组成部分,车身轻量化在提高整车刚度同时会导致结构动力学特征的显著变化,特别是导致局部刚度与整车刚度不匹配,整车结构均衡性被打破,并带来整车结构刚度强度、碰撞安全,特别是振动与噪声等问题。低频振动与噪声,由于其波长特性,难以衰减,是汽车振动噪声控制中的难点,因而解决低频振动噪声的问题具有显著的重要意义。同时作为新型周期性复合材料,声子晶体在带隙内能够抑制弹性波传播。局域共振型声子晶体的亚波长特性更是为低频减振降噪提供了复合结构材料一体化设计的新思路。本文基于某轿车的实际振动与噪声问题,首先建立一整套与试验相匹配的精细化CAE模型建立和问题表征的方法和过程,并基于局部刚度与整车刚度匹配,提出均衡性结构优化思想。然后采用灵敏度分析精确定位引起整车车内振动噪声峰值过大的车身结构中具体板件的位置,... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 汽车车内噪声问题产生的原因以及控制方法
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 车内低频振动噪声的研究现状
        1.3.2 模型修正的发展
        1.3.3 声子晶体的发展及其在减振降噪中的应用
    1.4 本文主要研究内容
第2章 白车身有限元模型的建立
    2.1 问题提出与分析
    2.2 模态分析理论与速度导纳
    2.3 模态试验方法
        2.3.1 试验前期准备
        2.3.2 模态试验过程与结果分析
    2.4 白车身有限元模型的建立
        2.4.1 白车身有限元模型建立的流程
        2.4.2 白车身有限元模型
    2.5 白车身模态仿真分析
    2.6 本章小结
第3章 基于修正模型的目标振动板件的精确定位
    3.1 有限元模型的修正
        3.1.1 基于模态参数的模型修正
        3.1.2 模型修正结果分析
    3.2 汽车纵梁的速度导纳分析
        3.2.1 系统与传递函数
        3.2.2 纵梁速度导纳
    3.3 灵敏度分析确定问题板件
        3.3.1 灵敏度分析理论
        3.3.2 白车身灵敏度分析结果与评价
    3.4 应变能指示找寻关键振动板件薄弱区域
        3.4.1 模态应变能分析理论
        3.4.2 应变能结果分析
    3.5 本章小结
第4章 材料与结构一体化车身结构设计
    4.1 白车身结构改进设计
        4.1.1 车身局部加强板结构改进设计方案
        4.1.2 结构改进结果分析与侧面验证
    4.2 材料优选
        4.2.1 声子晶体
        4.2.2 声子晶体材料参数优选
        4.2.3 声子晶体改进方案
    4.3 结构与材料一体化设计改进方案
        4.3.1 结构与声子晶体材料一体化设计改进方案
        4.3.2 不同材料改进设计方案结果对比与分析
    4.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]多目标遗传算法在车身动态性能优化中的应用[J]. 王岩,陈无畏,谢有浩,邓书朝.  汽车工程. 2017(11)
[2]偏相干分析在客车降噪中的应用[J]. 王茜影,谢小平,李阳,杨悦,王晨辉.  噪声与振动控制. 2017(03)
[3]刚度、强度与频率约束下的白车身板厚尺寸优化[J]. 左文杰,陈继顺,李亦文,刘念.  汽车工程. 2017(02)
[4]探究城市噪声污染的危害及其控制[J]. 孟倩玲.  环境与可持续发展. 2016(06)
[5]基于传递函数法的水下消声层声学性能研究[J]. 叶昌铮,孟晗,辛锋先,卢天健.  力学学报. 2016(01)
[6]低频噪声污染的环境监测[J]. 孙伟.  污染防治技术. 2015(04)
[7]基于模态应变能及灵敏度分析白车身模态优化[J]. 胡小舟,林建平,陈龑,胡巧声.  机械科学与技术. 2015(09)
[8]二维局域共振型声子晶体微腔结构的带隙特性研究[J]. 刘帽,向家伟.  功能材料. 2015(09)
[9]风挡玻璃对车身结构刚度影响的研究[J]. 王超,吕振华,吕毅宁.  汽车工程. 2014(12)
[10]结构特征值灵敏度的半解析伴随变量法[J]. 张保,孙秦.  机械科学与技术. 2013(08)

博士论文
[1]声子晶体板的带隙调控及减振性能的研究[D]. 张洪波.湖南大学 2016

硕士论文
[1]基于模态参数的白车身有限元模型修正[D]. 陈德朋.湖南大学 2018
[2]某型汽车车身整体与局部振动分析及控制研究[D]. 李雪城.合肥工业大学 2018
[3]基于声子晶体的汽车顶棚减振优化研究[D]. 蔡文军.西安科技大学 2017
[4]基于相对灵敏度与综合优化的某商用车驾驶室轻量化设计[D]. 姜彪.湖南大学 2015
[5]电动车白车身静动态性能的分析与优化[D]. 何慧敏.大连理工大学 2012
[6]重型卡车驾驶室模态灵敏度分析与结构优化[D]. 荣安琪.吉林大学 2009
[7]单元模态应变能灵敏度及其在结构损伤识别中的应用[D]. 颜王吉.中南大学 2008
[8]车身结构模型修改的问题研究[D]. 李亦文.吉林大学 2008



本文编号：3018424