汽车燃油箱减振元件设计方法研究

汽车刹车之后油箱的燃油晃动噪声会引起车内驾驶员和乘客的不适,采用油箱减振元件是降低车内燃油晃动噪声的较为方便的手段。通过理论推导研究燃油晃动时油箱对车身的传递力,得出减振元件的效果主要由车身、油箱的局部机械导纳以及减振元件的柔度确定的结论。根据传递路径分析方法,设计了车身的力和加速度传递函数测量实验和整车制动实验,计算了减振元件工作时车身的受力情况。根据理论研究结果提出了一套油箱减振元件设计方法。     

基于阶次和传递路径分析的电驱动总成对车内噪声影响

为了探究电驱动总成对车内噪声的影响,对某纯电动汽车进行急加速工况下的试验研究。基于阶次分析确定车内噪声与电驱动总成振动噪声之间的关联,并识别电驱动总成对车内噪声影响较大的激励;基于奇异值分解改进的工况传递路径分析（Operational Transfer Path Analysis,OTPA)方法,分析对车内噪声影响最大的激励通过结构路径和空气路径对车内噪声的贡献情况。结果表明由空间0阶径向电磁力引起的频率24阶激励和48阶激励对车内噪声影响较大,其中24阶激励影响最大。在低转速区间,24阶振动激励和24阶声学激励通过结构路径对车内噪声贡献和通过空气路径基本一致;在中高转速区间,24阶声学激励通过空气路径对车内噪声贡献较大;在高转速区间,24阶振动激励通过后悬置Z方向结构路径对车内噪声贡献较大。研究结果从激励源和传递路径两个方面为降低纯电动汽车车内噪声指明方向。     

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。     

运行工况传递路径分析识别车内声源

传递路径分析是分析车辆噪声的重要手段,运行工况传递路径分析是对传统传递路径分析方法的改进。首先建立车内噪声的运行传递路径分析模型,介绍传递矩阵的求解算法。针对某乘用车车内噪声问题,进行运行工况下传递路径分析,获得各个声源对车内噪声的贡献率,为制定合理的车内降噪方案提供重要支持。     

基于OTPA方法的挖掘机驾驶室结构噪声源识别

工况下传递路径分析方法(OTPA)是在传统TPA方法的基础上改进而来的。目前OTPA方法已经广泛应用于工程机械领域振动信号之间的传递特性分析中,而在振动和噪声信号之间的应用较少。应用OTPA方法,以发动机振动为主要激励源进行分析,研究某型液压挖掘机的驾驶室耳旁结构噪声,并采用奇异值分解技术对输入信号进行处理。通过对比合成信号和实测信号,验证OTPA方法的有效性。通过各路径的噪声贡献分析,对降噪措施提出建议。     

OTPA结合声场分析在路噪开发中的应用

针对纯电动汽车低频路噪问题,提出将工况传递路径0TPA(Operational Transfer Path Analysis)与声场分析相结合的识别和控制方法。针对某款纯电动汽车25 Hz～32 Hz频带低频路噪问题,通过OTPA分析确定尾门是车内低频声的主要贡献路径;通过车内声场分析车内低频声分布的特点,确定尾门和上车体顶棚与车身的相对振动在车内产生低频驻波;对尾门的安装约束状态进行优化以降低尾门振动,降低噪声峰值6.5 dB(A),主观感受改善明显。该方法提供了OTPA与传统的试验分析方法相结合的思路,拓展了OTPA在路噪开发中的应用。     

某型汽车空气路径噪声贡献分析

车内噪声在低速行驶下主要贡献来源是结构路径噪声,随着车速的提高,空气路径噪声对车内噪声的贡献逐渐增大。针对某型前置后驱车车内目标点进行了空气声的传递路径分析,建立分析发动机舱室空气声、排气噪声、轮胎噪声对车内噪声贡献的流程和技术。首先根据互易原理测量了各个空气噪声源到车内目标点的声学传递函数,在实际行驶工况下测试各个空气声源点的噪声数据,再根据谱分析理论,结合输入与输出之间的重相干函数计算空气路径噪声对车内噪声的贡献量,比较了不同工况,不同频率空气声路径噪声对车内噪声的影响,最后对于该车型的空气声贡献情况进行了总结,并对车辆的优化设计提出了合理化建议。     

车内噪声时域传递路径分析

与传统的频域传递路径分析相比,时域传递路径分析能够对噪声及其各路径贡献进行回放试听及进一步的声品质分析,能更直观、全面地理解和掌握噪声及其路径贡献特性。基于结构声的阻抗矩阵传递路径分析方法和空气声的替代源传递路径分析方法,给出一种综合考虑结构声和空气声的车内噪声时域传递路径分析方法,并阐明了其实现流程。在此基础上,建立某汽车发动机对车内副驾驶位置噪声的时域传递路径分析模型,分析了发动机悬置结构声传递路径和表面辐射空气声传递路径贡献。结果表明:在整个升降速过程中,该发动机的结构声对车内目标点的贡献显著大于空气声,右上悬置和左上悬置是其主要传递路径,且路径频率响应函数高是造成贡献量大的根本原因。为后续的噪声控制方案的制定指明了方向。     

轮胎振动噪声结构传递路径分析

简要介绍结构传递路径分析的基本理论,在分析车轮激励力及其传递的基础上,建立了轮胎噪声的结构传递路径分析模型,进行了轮胎噪声的结构传递路径试验,得到车内目标点由结构传递的合成声,在300 Hz以下,合成结果与实测声压在主要峰值附近吻合很好。利用频谱贡献云图和矢量叠加图分析了各结构传递路径对车内噪声的贡献,并采用矢量叠加及数据对比的方式详细分析了25 Hz时各传递路径对目标点的声贡献,从传递路径的角度找出了对车内噪声起主导作用的环节,通过控制这些环节,可以降低由轮胎引起的车内噪声。     

改进的工况传递路径分析

传递路径分析(transfer path analysis, TPA)为解决工程中的许多振动噪声问题提供了较好的解决方案,但是也存在测试效率比较低、测试过程比较繁琐等缺点。工况传递路径分析(operational transfer path analysis, OTPA)作为一种改进的TPA方法,由于其具有操作简单、测试效率高等优点,受到了工程界的青睐。但是,OTPA在提高测试效率的同时却降低了测试的精度。此外,OTPA对于传递路径的定义与传统的TPA存在差异。为了改进现有的OTPA方法,提出了一种利用主被动侧耦合点响应之间的差值来替代原先OTPA中的参考点响应信息的方法。理论分析和实验都证明了所提出的方法在工作量相当的前提下提高了OTPA的测试精度,且路径的物理意义和传统TPA保持一致。     

汽车燃油箱模态仿真分析及试验验证

汽车刹车时燃油箱内油液晃动产生的噪声会通过空气以及车身结构传递到车厢内,使驾驶员和乘客感到不适。了解油箱的振动特性有助于研究油箱的噪声传递特性。利用Hyper Mesh有限元软件对某型号油箱进行模态仿真分析,计算油箱的自由模态,得到油箱前5阶模态的固有频率和振型。对油箱进行模态试验分析,将所得结果与仿真分析的结果对比,固有频率和振型的吻合验证了油箱有限元模型的正确性。根据模态振型,挑选出油箱表面的典型振动测点,为后续油箱振动测试实验提供依据。     

基于工况传递路径分析的挖掘机座椅振动研究

以某挖掘机新产品试验车为对象,研究发动机到驾驶室座椅的振动传递情况。应用奇异值分解技术对工况传递路径分析方法进行了改进,并采集运行工况试验的振动数据,建立了从发动机振动到驾驶室座椅振动的工况传递路径分析模型。对比座椅安装位置加速度的模型合成信号与实测信号的频域特征,研究发现两者吻合较好,从而验证了模型的正确性。对模型合成的输出信号进行频域分析,可以直观的研究需要关心的频率。结合各路径的振动贡献频谱图与矢量图,找出特定频率处需要改进的路径。最后利用传递率函数频谱图和输入加速度频谱图,提出具体的改进方法,为解决振动噪声传递类问题,提供了工程参考。     

工况传递路径分析法原理及其应用

工况传递路径分析法（OTPA）是一种有效振动传递路径的在线测量方法,测试中用振源处的振动加速度或噪声表征振源,用振动传递率表示传递路径,相对于传统传递路径分析（TPA）,不需要测量激励力和力到响应的传递函数（FRF）,测试过程得到简化,并可以在线测量。在推导分析工况传递路径的基本原理的基础上,分析其误差原因。并以一汽车振动噪声分析为例,介绍工况传递路径分析法的基本实施步骤,通过传递路径综合分析得出噪声源排序,并由此提出减振降噪措施建议。     

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。     

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)。     

时域工况传递路径分析方法

针对非稳态工况振动噪声的传递路径分析需求,将频域工况传递路径分析方法推广到时域,利用指示点和目标点的时域工况数据实现路径分解,提出了时域工况传递路径分析方法。利用时域传递率函数建立了目标点与指示点时域工况数据的卷积关系,并将其离散化后以矩阵方程的形式表示,然后采用Tikhonov正则化求解,即可利用不同工况下目标点和指示点的时域响应数据计算出时域传递率函数,能进行振动噪声的分解和预测。通过九自由度集中质量块模型仿真与简易车身骨架模型试验进行检验,结果表明所提出的方法具有较好的精度,可以准确地进行时域传递路径分析,并能准确预测目标点在非稳态工况下的响应。     

融合盲源分离的船舶耦合振源传递路径分析技术研究

为解决工况传递路径分析(OTPA)方法面临的核心问题,提升OTPA方法应用范围和工程实用性,提出一种融合盲源分离的传递路径分析技术。首先,结合舱段模型振动试验,深度剖析OTPA方法面临的振源交叉耦合和遗漏振源无法识别等问题;然后,将盲源分离(BSS)技术和OTPA方法进行集成、融合:引入经验模态分解(EMD)-特征值分解的源数估计方法定量估计振源个数,指导振源输入测点的选取;视多个振源信号为卷积混叠,引入非正交联合块对角化方法进行耦合振动源的分离;在解决分离振源排序不确定性的前提下,将分离出的振源作为OTPA方法的输入振源,建立应用限制条件少的BSS-OTPA模型;最后,开展实船海上振动声辐射试验,利用BSS-OTPA模型成功实现了船舶机械振动噪声源的量化、识别。研究成果可直接支持船舶机械设备振动源辐射声场预报和振动噪声控制。     

燃油箱油液晃动声的测量技术研究

为了排除汽车燃油箱台架实验中台架本身振动信号对油箱晃动噪声的影响,设计了台架测试实验并提出一种信号处理的方法,通过建立多输入、单输出系统模型,进行偏奇异值分析辨识独立声源和典型振动测点,并对振动和噪声信号进行相干分析计算,从噪声信号中分离出油箱燃油晃动噪声时域信号。提出了得到声压级修正曲线的方法,能快速实现燃油箱台架实验噪声评价结果的修正。该信号处理方法能够有效剔除台架实验中其他环境噪声的干扰,得到仅由燃油晃动引起的噪声信号。     

高级传递路径分析方法在车内噪声控制中的应用

与传统的传递路径分析相比,高级传递路径分析(Advanced Transfer Path Analysis,ATPA)无需进行载荷识别,是一种兼具精度与效率的新型传递路径分析方法。基于ATPA的理论,以某SUV车型为例,通过试验得到的总体传递率函数计算各子系统对目标点的直接传递率函数,再结合测得的工况响应信号进行响应合成与贡献量分析。结果表明:该车车内噪声的贡献源排序前三依次是前风挡,前右悬架减震器Z向和发动机辐射噪声。最后通过针对性的优化措施,使车内噪声降低2.9 d B(A),驾驶座噪声的实测结果验证了ATPA方法的准确性。