基于传递路径分析的车身阻尼材料拓扑优化

以某乘用车怠速工况下的车内噪声为研究对象,建立内饰车身的声-固耦合有限元模型,施加实测的加速度激励预测车内噪声响应。通过有限元模型获取系统传递函数,结合实测加速度激励建立传递路径分析模型,分析怠速工况下驾驶员右耳位置121 Hz频率处各路径的声学噪声贡献情况,以贡献量较大的路径为板件贡献量分析的激励输入位置,确定后地板为铺设阻尼的目标板件。以121 Hz处驾驶员右耳声压最小为目标,建立拓扑优化模型,对后地板阻尼进行布局优化。结果表明,怠速工况下121 Hz峰值频率处驾驶员右耳声压级下降5.59 dB(A),传递路径分析对阻尼结构优化设计具有一定指导作用。     

轮心激励下车辆结构路噪传递路径分析

基于结构噪声传递路径分析的基本原理,建立在轮心加速度激励下整车NVH性能仿真分析CAE模型,探讨匹配传递函数的车内噪声峰值优化方法。以某SUV车型为研究对象,在襄阳试车场对整车60 km/h时速下的车内噪声和轮心加速度等参数进行测量,作为整车结构路噪分析模型的边界条件,获得了驾驶员右耳处车内噪声仿真值,其与试验数据基本吻合,在56 Hz和112 Hz存在明显噪声峰值。通过传递路径分析确定了112 Hz噪声峰值贡献量最大的路径,并对该路径悬架侧进行了振-振传递函数(VTF)分析,结合车身侧声-振传递函数(NTF)对其进行匹配优化,使112 Hz频率下噪声峰值降低8.45 dB(A)。     

工况传递路径分析用于辨识车内噪声源

为了在不拆除耦合部件情况下,实现车内噪声辐射源和振动激励源快速辨识,应用工况传递路径分析方法建立车内噪声传递多输入、单输出模型。进行偏奇异值分析辨识出车内噪声主要辐射源和振动激励源,计算各条传递路径对车内噪声贡献量,并且将目标点合成噪声与实测噪声进行对比。在定置怠速工况下通过拆除某路径后预测噪声与实测噪声对比,验证模型正确性。该方法不限具体车型,可以广泛地应用于车内噪声传递路径分析。     

汽车顶棚约束模态与工作模态分析与比较

通过试验分析分别得到汽车顶棚约束模态和工作模态,其中约束模态试验采用激振器激励,工作模态试验采用室内转鼓激励;对比驾驶员右耳处噪声自功率谱密度函数,发现通过工作模态分析得到的频率更加贴近噪声峰值频率;将驾驶员右耳处噪声自功率谱和所有测点振动加速度自功率谱平均值相比较,发现100 Hz到400 Hz内顶棚振动对车内噪声起主要作用。最后,通过调整顶棚结构实现车内噪声的降低。     

某微型车车内振动噪声分析及控制

以提高某微型车车内NVH性能为目标,通过建立声固耦合有限元模型,进行噪声传递函数分析,以车内响应点噪声峰值为评判标准,筛选出引起车内噪声的主要危险激励频率和危险工况;进一步通过工作变形有限元分析,确定在危险工况下振动变形最大的车身板件,即引起车内噪声的危险板件;以加装动力吸振器的方式抑制危险板件的振动,进而降低车内噪声。试验结果表明,车内48 Hz噪声峰值降低2 d B(A)左右,满足优化要求。     

重型卡车驾驶室怠速噪声分析及控制

为降低某型重型卡车怠速噪声,建立驾驶室声-振耦合有限元模型,测试驾驶室四个悬置点被动侧加速度数据,以此作为仿真激励载荷计算驾驶室司机耳旁声压,仿真与试验结果具有较高的一致性。针对怠速工况32 Hz、64 Hz和96 Hz峰值频率,计算各频率的模态参与因子,对模态参与因子较高的模态阶次进行叠加,获取各峰值频率对应的模态应变能分布,作为怠速噪声的控制区域。对32 Hz峰值频率,采用局部结构加强的方式进行降噪处理,单频噪声衰减量5.2 dB;对64 Hz和96 Hz的峰值频率,采用在模态应变能集中区域布置阻尼材料的方式进行降噪处理,单频噪声衰减量分别为2.2 dB和3.5 dB。通过试验测试,怠速工况驾驶员耳旁声压级降低3.2 dB,表明降噪效果良好。     

某特种车车内低频噪声分析与改进

针对某特种车车内噪声水平较高问题,建立车身结构与声固耦合有限元分析模型,并进行车身振动频响分析和车内声压响应分析;通过仿真结果与实车道路试验结果对比,验证车身结构和声固耦合有限元模型的有效性;利用耦合声学边界元法进行驾驶室内部声学特性研究,识别出不同工况的主要噪声频率;并对影响车内噪声的车身板件进行声学贡献分析,找到对车内声压贡献最大的板件;最后对声学贡献大的板件粘贴阻尼材料来对车内进行降噪,车内噪声得到较为明显改善。     

某车室低频噪声近似建模分析与板件优化

为了降低车室低频噪声,采用对声学贡献较大的车室地板、后地板、前围板、顶棚、前车门内板及后车门内板的厚度参数为因子,以车身质量、车身模态频率、驾驶员头部处声压峰值和声压均方根值为响应,采用最优拉丁超立方试验设计方法采集样本数据进行因子空间设计。利用径向基神经网络方法,建立了4个响应关于6个因子的误差小、精度高的近似模型,并对所建立的近似模型进行误差分析。以驾驶员头部处声压峰值最小为目标函数,板件厚度参数为自变量,驾驶员头部处声压均方根值、车身质量和车身模态频率为约束条件。采用自适应模拟退火算法对板件厚度进行优化设计,其优化结果表明,驾驶员头部处最大声压峰值所在的频率158 Hz处的声压降低了4.45 d B,134 Hz处的声压峰值降低了5.47 d B,在其他声压峰值较高的频率处,测点声压均有不同程度降低,说明在满足约束条件同时,通过优化有效地降低车室空腔噪声,提高车辆的声学舒适性。     

某型内燃机车驾驶室阻尼优化降噪分析

为降低某型号内燃机车驾驶室噪声,对驾驶室结构上的阻尼材料进行布局优化设计。建立驾驶室声学数值模型,采用基于模态的声-振耦合法计算驾驶室声学响应,提取驾驶员耳旁声压级找出噪声声压峰值处所对应的振动频率;对驾驶室进行板块贡献量分析,找到对噪声声压峰值处噪声贡献较大的壁板;为了降低39 Hz、73 Hz、110 Hz频率处噪声,建立拓扑优化数值模型求解自由阻尼的优化布局,构建优化后的数值模型计算5 Hz～120 Hz驾驶室声学响应,结果表明自由阻尼材料的优化布局能够降低驾驶室内噪声。     

重型卡车驾驶室结构噪声预测与板件声学贡献度分析

为了确定驾驶室内哪些板件对驾驶员的耳旁噪声影响最大,首先建立了重型卡车驾驶室有限元模型,通过比较分析计算模态和试验模态验证了其精度;在此基础上建立了驾驶室声-固耦合模型,进行了耦合模态分析,得到了声场和结构的耦合效应;以实车工况测试的驾驶室4个悬置加速度信号作为模型外部激励输入,基于耦合有限元法对驾驶员耳旁噪声进行了预测,通过与试验测试值对比进一步验证了驾驶室声-固耦合模型的精度;最后进行了板件贡献量和结构模态参与因子分析,确定了对驾驶员耳旁峰值声压贡献最大的板件,并通过对比分析板件厚度优化前后的噪声声压,验证了分析结果的正确性。