车身薄板振动分析及控制研究

发布时间：2017-08-05 07:42

  本文关键词：车身薄板振动分析及控制研究

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【摘要】：车身的用途是承载乘客并为其提供舒适的空间,车身结构振动将直接影响乘车人的感受。轿车车身主要由以下几部分组成：车身结构件、车身覆盖件、车门、车身内外装件与车身附件等,其中车身覆盖件多数是冲压成曲面的薄板。这些板见由于薄且支撑跨度大,刚度小,当受到外界激励时,会产生振动及因振动而辐射出噪声。因此对薄板振动进行分析与控制研究是一项非常有意义的工程课题。车身薄板结构的振动问题大多数考虑低频和中频激励情况,高频则按噪声问题处理。薄板结构的固有频率避开激励源频率是振动控制的基本要求。本文通过对薄板结构进行结构优化提高薄板结构的模态频率,以期达到避频的目的。被动式动力吸振器因结构简单,成本低,容易安装等优点,常被作为一种振动控制的方法。本文通过以单动力吸振器和分布式动力吸振器对薄板主振系统的吸振效果分析,为薄板结构的吸振控制提供理论指导和设计方法。论文首先以简支矩形薄板为研究对象,通过对薄板进行纵横方向冲筋及其布置、纵横方向上加筋及其布置,以及改变薄板曲率等,分析各种结构方案的模态振型与频率。研究发现对薄板冲筋和加筋数目增多,其模态频率随之增大；薄板曲率增大,薄板模态频率也随之增大。随后以汽车顶盖为实例,对其进行纵向冲筋,发现虽然出现新的局部模态振型,但其整体模态频率有所提高。通过对国内外动力吸振器的研究现状分析以及动力吸振器理论的研究,针对控制简支薄板的一阶模态,基于最优同调与最优阻尼条件公式,分析出单动力吸振器和分布式动力吸振器参数。在Hypermesh软件中建立薄板模型并附加动力吸振器,利用位移频响函数评价不同动力吸振器对薄板结构主振系统的吸振特性。发现单动力吸振器只能在很窄的频带内达到吸振的效果,而分布式吸振器不仅质量轻且具有吸振频带较宽的优点。以车身顶盖为研究对象,对其模态频率为115Hz下最大振幅位置进行振动控制。在最大振幅处安装单吸振器和分布式吸振器,并进行吸振性能分析,分析验证动力吸振器在车身顶盖中的吸振效果。结果表明：分布式动力吸振器对汽车顶盖局部振动具有明显的吸振效果,而且吸振频带较宽。
【关键词】：车身 薄板 振动 分布式动力吸振器 顶盖
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.82
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-16
• 第一章 绪论16-24
• 1.1 课题背景及其研究意义16-17
• 1.2 薄板振动控制分类及其国内外研究现状17-20
• 1.2.1 被动式动力吸振器薄板控制国内外研究现状17-18
• 1.2.2 主动式薄板控制国内外研究现状18-19
• 1.2.3 薄板结构振动的阻尼控制研究现状19-20
• 1.3 车身局部结构的分类及其结构模态20-21
• 1.3.1 板结构20
• 1.3.2 声腔结构20
• 1.3.3 附件结构20-21
• 1.3.4 次梁结构21
• 1.4 车身局部模态控制策略21-23
• 1.5 本文研究的主要内容23-24
• 第二章 薄板振动特性优化分析及其在汽车顶盖的应用24-40
• 2.1 有限元仿真分析25-26
• 2.2 板厚对板的模态频率变化影响26-27
• 2.3 冲筋对板的振动特性的影响27-30
• 2.4 加筋对板的振动特性影响30-31
• 2.5 曲率对板振动特性的影响31-33
• 2.6 速度响应分析33-35
• 2.7 车身顶盖冲筋模态分析35-38
• 2.8 本章小结38-40
• 第三章 动力吸振器力学模型及原理分析40-54
• 3.1 动力吸振器分类40-42
• 3.2 动力吸振器吸振原理42-50
• 3.2.1 无阻尼动力吸振器吸振原理分析42-45
• 3.2.2 有阻尼动力吸振器吸振原理分析45-48
• 3.2.3 最优同调条件48-49
• 3.2.4 最优阻尼条件49-50
• 3.3 动力吸振器吸振性能的评价指标及其影响因素50-53
• 3.3.1 动力吸振器吸振性能的评价指标50-51
• 3.3.2 动力吸振器的影响因素51-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第四章 薄板的频率响应分析54-68
• 4.1 频率响应分析原理论述54-56
• 4.2 简支约束薄板频响分析56-67
• 4.2.1 薄板模态分析56-57
• 4.2.2 动力吸振器参数设计57-61
• 4.2.3 激励频率范围61
• 4.2.4 动力吸振器在平板上减振效果分析61-67
• 4.3 本章小结67-68
• 第五章 动力吸振器在汽车顶盖中的减振分析68-75
• 5.1 顶盖模态分析及频响分析68-71
• 5.2 动力吸振器设计及吸振性能分析71-74
• 5.3 本章小结74-75
• 第六章 总结与展望75-77
• 6.1 全文总结75
• 6.2 展望75-77
• 参考文献77-80
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况80

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本文编号：623760