SEA理论对乘用车前围板声学包的分析与优化

汽车前围板总成是屏蔽动力总成与前轮噪声的重要结构,其中前围板声学包起到了关键作用。前围板声学包的隔声特性在整车的隔声特性中占据着重要的地位。利用hyper-Mesh软件和VA-One软件相结合,结合SEA方法,建立SEA模型,针对某乘用车前围板声学包的覆盖状态,厚度及泄漏的因素进行了模拟仿真。研究得到前围板声学包的结构和声学参数对其隔声特性影响的一般结论,并通过隔声量试验验证了仿真的有效性。基于此,在满足前围板声学包整体结构及材料属性不变的情况下,优化声学包方案,以达到提高降噪性能的目标。不仅对缩短声学包的开发周期提供参考,而且对前围板的设计与开发提供了建议。     

一种新型发动机装饰罩的开发研究

为集成传统发动机装饰罩美化前舱、防尘防油污与发动机声学包件吸音降噪的作用,设计了发动机吸音罩,并通过试验研究其降噪性能。介绍了发动机吸音罩与现有的发动机装饰罩的结构,并对比分析其各自优缺点;说明了发动机吸音罩使用材料的微观结构、吸音原理及生产工艺。结合实车零件开发案例,首先,对吸音罩覆盖范围进行划定,将不同厚度、密度的片材进行对比测试,确定合适的材料选型及包覆方案;然后综合考虑工艺性、装配性和降噪要求设计三维数据并制作软模验证;最后,进行车内噪声试验,对比验证其降噪效果。试验表明,发动机总声功率级降低1.3 dB(A),并对多个频带噪声均有作用,有效提高了整车声品质。     

基于NSGA-Ⅱ算法对发动机噪声激励下的整车声学包优化

通过整车声学包合理设计能有效的改善发动机传至车内的噪声.基于统计能量法,利用Hypermesh和VA One软件搭建整车SEA模型,对比测试与仿真分析的PBNR值验证模型的精度.前围板作为发动机到驾驶室的主要传递路径,以前围内外侧声学包材料的厚度、属性、堵孔件厚度及声学材料覆盖率为自变量,利用创建的SEA模型得到主驾右耳的PBNR值、声学材料的总质量及总价格并作为响应.在MATLAB中建立自变量与响应间的数学模型,对各响应赋予一定权重,利用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)获得Pareto最优解.通过SEA模型分析最优解及任意三组Pareto解的响应,验证最优解的可信性;对比原声学包响应:PBNR值提高2.0dB、总重量降低8.5％、价格降低3.6％.分析表明,通过对SEA模型进行PBNR分析结合NSGA-Ⅱ算法能快速得到整车的最优声学包设计方案.     

大尺寸液冷侧板真空钎焊工艺设计

通过对大尺寸液冷侧板真空钎焊结构工艺性分析,进行减重的工艺设计,并进行热分析计算,确定减重方案。通过对减重后的大尺寸液冷侧板进行温度场测试,根据温度场测试结果,确定真空钎焊焊接工艺曲线。通过应用减重工艺设计,大尺寸液冷侧板温度场测试后,确定的真空钎焊焊接工艺曲线,进行产品焊接试验,焊接后产品焊接强度性能和耐压性能达到指标要求,满足实际生产需要。     

基于整车声传函的声学包评价及应用

利用整车状态下噪声传递的线性和互异性原理建立整车声传函的测试方法,通过该方法判定某试验样车前围隔声性能不达标。按照泄漏排查-薄弱位置优先改善-整体优化的改善顺序,首先通过气密性试验排查泄漏,然后利用声强扫描法找出隔声薄弱位置进行改善,优化后的整车隔声性能和车内噪声均改善明显,此方法可以为整车声学包调校和评价提供思路和参考。     

白车身多学科轻量化优化设计应用

在白车身开发早期阶段引入结构轻量化思想,建立隐式全参数化白车身模型,通过多学科优化过程,找到白车身零件形状、尺寸、位置与厚度等各参数之间的最佳组合,以及满足系统各项性能要求的重量最优解,使白车身轻量化设计的潜能得到最大程度的发挥。根据白车身自身性能的特点对其分成不同的优化区域分别进行不同工况的优化,从而合理地安排设计变量和样本点数量,并对由试验设计得到的近似模型进行多学科的轻量化优化设计,有效地控制分析与优化时间,给车身设计提供指导。最终得到的白车身方案减重12 kg,减重率达到4.5%。同时利用方差分析方法,对各设计变量对性能的贡献量与主效应进行分析,掌握设计变量对刚度,模态、被动安全性能以及重量的影响规律。     

基于数字化分析技术的进气系统性能研究

运用数字化仿真分析技术开展了发动机进气系统气动性能及声学性能的研究。以某款车型的进气系统设计为例,利用Hyper Mesh软件建立进气系统有限元网格模型,采用Star CCM+和Virtual.lab软件对进气系统的气动及声学性能进行预测。结合空滤台架试验及整车NVH测试验证,通过在空滤上集成赫姆霍兹谐振腔及波长管等消声元件来提高进气系统的消声性能。结果表明:通过数字化分析技术进行精细化、集成化的结构设计可以有效地预测进气系统的气动性能和声学性能;优化后的进气系统消声量全转速范围内总声压级降低超过20 dB,进气口噪声满足整车目标要求。     

汽车排气消声器声学性能国内外研究现状及趋势

汽车排气消声器的设计具有较高的复杂性,现阶段消声器的设计尚无直接成熟的理论,设计者必须通过反复修改和试验才能达到设计要求。结合有关文献分析了消声器声学性能的国内外研究现状及存在的问题,论述了一维声传递矩阵、有限元及边界元等声学性能分析方法在消声器设计中的应用和发展,并基于消声器的实际工况特点,指出气流和温度对消声器的声学性能有不可忽视的影响,并根据当前消声器研究存在的问题,对其研究趋势进行相应的预测。     

发动机进气系统声学性能动态优化设计

基于管道声学理论,提出了发动机进气系统噪声仿真方法——噪声仿真简易法。首先,应用噪声仿真简易法,进行发动机进气系统声学性能的试验设计分析;其次,通过多项式拟合,获得主要阶次噪声的响应面表达式;最后,经过设计参数优化,确定最优设计参数。通过发动机进气系统声学性能动态优化设计,能够迅速准确地获得进气系统声学性能优化信息,可为进气系统声学性能设计提供定量依据。     

轿车车内声学包多目标优化与分析

建立了轿车FE-SEA混合模型,把仿真值与试验结果进行对比,验证了模型的可靠性。以防火墙和地板各层声学包材料的种类和厚度为设计变量,驾驶员右耳旁声压级、声学包总重量和总价格为优化目标,采用正交试验和灰色关联分析相结合的方法确定了各层材料种类和厚度的最优水平。以各层材料的厚度为设计变量进行进一步研究,采用最优拉丁超立方设计抽取75组样本点并通过仿真计算其响应值,任选67组样本点建立Kring近似模型,其余8组样本点验证近似模型的可靠性。最后以该近似模型为基础执行多目标优化,与原始声学包相比,驾驶员头部声腔声压级降低了0.4 d B(A),重量减轻了33.21%,价格降低了14%。     

涡轮增压器泄气噪声的优化

针对某汽油发动机上出现的涡轮增压器泄气噪声,本文基于赫姆霍兹消声器原理,以多孔多腔消声器对泄气噪声进行优化的设计方案。设计过程中,运用声学有限元方法,对所设计的消声器进行声学性能仿真分析,计算出传递损失,并通过整车试验对多孔多腔消声器设计方案进行对比验证,试验结果表明该设计方案对泄气噪声可取得明显减弱效果,满足整车NVH性能要求,为涡轮增压器泄气噪声的治理提供理论与实践参考。     

大学生方程式赛车制动系统设计与优化

根据大学生方程式赛车(FSAE)的比赛规则对赛车制动性能的设计要求,确定了赛车制动系统方案和主要制动参数,对制动系统关键零部件进行了仿真分析及优化设计。实际测试和整车运行表明,所设计的制动系统具有较好的稳定性和操纵性,满足了赛车整体性能的需要,对大学生方程式赛车制动系统的设计有一定的指导意义和参考价值。     

无人机起落架电传作动筒有限元分析及优化设计

为了满足飞机结构件轻量化的设计要求,模拟了无人机起落架电传作动筒在飞机着陆阶段的载荷情况,对设计的电传作动筒主要承力零件进行了有限元分析。通过静力学仿真和动力学仿真,得到主要承力零件的应力云图、位移云图及应力随时间变化图,并根据相关仿真结果进行优化设计,在满足结构功能需求的情况下对电传作动筒各零件进行减重。     

某新车型排气系统尾管声学性能优化

针对某新车型排气噪声怠速超标问题,采用GT-Power软件对排气消声器结构进行了消声性能优化,并使用计算流体动力学软件Fluent验证了优化方案的内部流场分布较为理想。建立了用于计算排气尾管噪声的发动机与排气系统耦合仿真模型,并用发动机台架实验数据修正了模型精度,计算对比了原消声器方案和优化方案的三挡全油门加速尾管噪声。整车实验测试了原方案和优化方案的怠速及三挡全油门加速尾管噪声,实验结果表明优化方案较原方案有较大程度改进,满足了工程实际要求。     

超精密快刀伺服加工复杂光学面形的技术研究

超精密快刀伺服加工技术适用于复杂面形光学零件的高效优质加工。文中通过分析快刀伺服加工的控制结构、压电陶瓷驱动性能,进行了超精密快刀伺服装置的设计与研制,建立了其传递函数模型。最后完成了典型复杂面形光学零件的加工试验,并对加工结果进行测试与分析,测试结果表明满足了设计的性能指标要求。     

基于有限元法的汽车滑移门结构优化

某商用车滑移门与门框分离距离过大,超过了100 mm,并且中导轮与导轨脱开,无法满足滑移门保持件新法规的要求。采用LS-DYNA软件对滑移门保持件载荷试验进行仿真分析,提出了中导轨和锁销两个薄弱区域的改进方案,改进后车门与门框的最大分离距离为93.3 mm,滑移门导轨和组件均未和车门框脱开,满足滑移门新法规要求,但整车增重了2.8 kg。本文通过灵敏度分析对滑移门周围的加强件提出了减重方案,减重约2.2 kg后的仿真结果表明,车门与门框的最大分离距离与未减重时相比仅增加4 mm。对减重后的方案进行了试验验证,为同类汽车滑移门保持件的设计提供了指导。     

农用柴油机排气消声器声学性能优化研究

针对农用柴油机在工作过程中产生的排气噪声较大的问题,提出一种直通式并联微穿孔消声器结构,利用近似模型结合多岛遗传算法(multi-island genetic algorithm, MIGA)对消声器进行优化。为了探究结构参数对声学性能的影响规律,得到降噪性能较好的一组消声器结构参数,基于声学有限元方法计算了0-3000Hz的传递损失,采用拉丁超立方抽样对5个设计变量进行采样,建立了径向基神经网络近似模型,并验证其计算精度;最后,结合多岛遗传算法对RBF模型进行优化。结果表明,参数优化设计后的消声器在目标频段内平均传递损失由27.4dB增加到了34.5dB,提高了7.1dB,满足了降噪要求,优化效率得到提高,消声性能得到改善。     

电动汽车关键声学包轻量化研究

电动汽车是目前新能源汽车中取得广泛应用的一种,本文结合当前对电动汽车轻量化设计的需求,对电动汽车关键声学包轻量化进行了研究。在不影响电动汽车零部件声学性能的前提下,通过仿真与试验的方式对汽车中的声学包材料进行优化,使之在原有基础上减轻了53%的重量。     

汽车膜片弹簧离合器智能优化设计技术研究

离合器是汽车传动系中重要的组成部件,对汽车整车性能具有重要的影响.因此提出了一种基于知识的自适应产品模型创建方法,并在此基础上创建离合器自适应产品模型,利用该模型实现离合器智能设计.同时引入微粒群优化算法对离合器关键零件的结构进行设计优化.对优化的零件进行特性分析,分析结果满足该零件特性要求.     

手机屏幕磨料冲击加工声学系统设计

针对手机屏幕形状复杂、加工精度要求高和材料脆性大等问题,采用磨料冲击加工方法对手机屏幕进行了加工制造;依据变幅杆设计原理对声学系统进行了理论分析,建立了声学系统数学模型,设计了圆锥形变幅杆和大尺寸矩形截面工具头,并利用HP4294A型阻抗分析仪测试了圆锥形变幅杆的阻抗特性和谐振频率,应用ANSYS有限元分析软件,对工具头和声学系统进行了结构动力学模态分析。研究结果表明,变幅杆的阻抗特性和谐振频率分别为54.36Ω和19.9 kHz,工具头和声学系统的谐振频率分别为19.858 kHz和20.185 kHz,所设计的手机屏幕磨料冲击加工声学系统能够满足设计和使用要求。