SUV整车结构噪声特性分析与优化

发布时间：2017-09-07 12:41

  本文关键词：SUV整车结构噪声特性分析与优化

  更多相关文章： 非承载SUV 低频噪声 声固耦合 模态优化 声辐射控制

【摘要】：驾驶室噪声对车内乘员的乘坐舒适性和身体健康产生直接的影响,汽车的NVH水平是整车设计与制造品质的重要体现,直接关系到汽车的市场竞争力。结合某试生产阶段非承载式SUV的怠速振动噪声问题,对SUV整车结构进行噪声特性分析与优化。建立SUV白车身与车架的有限元模型,通过模态试验验证了所建模型的有效性。在此基础上,建立含风挡玻璃、车门等附件的整车有限元模型,并对整车模型进行模态分析。建立考虑座椅空间的结构-声腔耦合有限元模型,对驾驶室做声腔有限元模态分析。对驾驶室结构-声腔耦合模型进行频率响应分析,验证了所建声固耦合模型的有效性。求解了0~200Hz范围内驾驶员右耳和后排乘员的车身声学灵敏度。对该SUV进行实车怠速工况下的声压和悬置激励力测试。结合整车的模态参数、声压灵敏度以及实测的声压与悬置激励力对整车进行声振特性分析,结果表明:整车低阶模态频率与激励力频率之间的耦合作用是整车怠速振动噪声的主要原因;声压响应点的车身声学灵敏度在关键频率处的峰值加剧了声振耦合作用。对整车进行模态频率优化。对白车身板件进行模态灵敏度分析,以关键板件为变量,以车身质量增加最小为目标,白车身的一阶和二阶模态频率作为状态变量,对白车身模态频率进行优化。优化后,白车身一阶和二阶模态频率分别达到27.94和30.52Hz,整车一阶和二阶模态频率分别达到28.02和29.03Hz,满足与发动机激励频率26.00Hz的隔振要求。对优化后的白车身弯曲刚度、扭转刚度进行了校核,计算优化后的声学响应。在模态优化后的噪声峰值频率处进行板件声学贡献量分析,确定待优化板件。通过降低板件表面振动速度来控制车内噪声。分别采用板厚优化和涂贴自由阻尼两种方案对驾驶室进行减振降噪。以关键板件的振动速度加权值最小为目标,整车模态频率和质量为约束,对车身关键板件进行优化;基于板件的模态应变能分布确定阻尼涂贴位置,涂贴自由阻尼。对两种结构优化方案进行了声学响应验证。结果表明,两种方案下声压响应点的峰值声压幅值均得到有效降低。
【关键词】：非承载SUV 低频噪声 声固耦合 模态优化 声辐射控制
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U461.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 论文研究背景与意义11-12
• 1.2 汽车振动噪声的传递与控制12-17
• 1.2.1 车内噪声产生机理12-14
• 1.2.2 车内噪声分析方法14-16
• 1.2.3 车内噪声控制方法16-17
• 1.3 国内外汽车结构噪声与振动研究现状17-20
• 1.3.1 国外汽车结构噪声与振动研究现状17-19
• 1.3.2 国内汽车结构噪声与振动研究现状19-20
• 1.4 主要研究内容20-23
• 第二章 SUV车身结构建模与模态分析23-40
• 2.1 车身结构建模与模态分析流程23-24
• 2.2 车身结构有限元模型的建立24-27
• 2.2.1 结构单元的离散24-25
• 2.2.2 连接的处理25-26
• 2.2.3 赋予车身结构材料属性26-27
• 2.3 车架有限元模型的建立27
• 2.4 白车身与车架的模态分析与试验验证27-37
• 2.4.1 白车身与车架的理论模态分析29-32
• 2.4.2 白车身与车架的试验模态分析32-37
• 2.5 整车有限元模型的建立与模态分析37-39
• 2.6 本章小结39-40
• 第三章 SUV整车结构噪声特性分析40-57
• 3.1 整车结构噪声特性分析流程40-41
• 3.2 声固耦合模型建立与声腔模态分析41-46
• 3.2.1 声固耦合理论41-43
• 3.2.2 声腔网格划分与模型耦合43-45
• 3.2.3 声腔模态分析45-46
• 3.3 实车噪声与激励力测试46-49
• 3.3.1 实车怠速噪声测试46-47
• 3.3.2 车身悬置激励力测试47-49
• 3.4 车身结构-声腔频率响应分析49-54
• 3.4.1 车身结构的频响分析50-52
• 3.4.2 车身结构-声腔频率响应分析52-54
• 3.5 整车声振特性分析54-56
• 3.5.1 结构模态频率与激振频率的耦合分析54-55
• 3.5.2 声学灵敏度峰值频率与激振频率的耦合分析55-56
• 3.6 本章小结56-57
• 第四章 基于模态频率优化的噪声特性优化57-71
• 4.1 基于模态频率优化的噪声特性优化流程57-58
• 4.2 整车模态频率优化目标的设定58
• 4.3 白车身模态频率优化58-65
• 4.3.1 优化问题的数学描述58-59
• 4.3.2 车身结构模态灵敏度分析59-63
• 4.3.3 车身结构的优化计算63-65
• 4.4 优化结果分析65-70
• 4.4.1 优化前后模态频率与振型对比66-67
• 4.4.2 优化后的弯曲刚度与扭转刚度验证67-69
• 4.4.3 优化前后响应点声压值对比69-70
• 4.5 本章小结70-71
• 第五章 基于板件声辐射控制的车内噪声特性优化71-89
• 5.1 薄板声辐射理论71-73
• 5.2 驾驶室板块贡献量分析73-77
• 5.2.1 板块贡献量分析的基本理论73-75
• 5.2.2 车身板块贡献量分析75-77
• 5.3 基于板厚优化的辐射噪声控制77-82
• 5.3.1 优化算法77-78
• 5.3.2 设计变量78-79
• 5.3.3 目标函数79-80
• 5.3.4 约束条件80-81
• 5.3.5 板厚的优化计算81-82
• 5.3.6 板厚优化后的结果分析82
• 5.4 基于模态应变能分布的阻尼位置优化82-88
• 5.4.1 板件的模态应变能分布83-85
• 5.4.2 板件的自由阻尼涂贴位置85-87
• 5.4.3 优化结果分析87-88
• 5.5 本章小结88-89
• 总结与展望89-91
• 参考文献91-96
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果96-97
• 致谢97-98
• 附件98

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本文编号：809627