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。     

乘用车油箱的燃油晃动噪声工况传递路径分析

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;为了研究乘用车油箱晃动噪声的传递特性,采用工况传递路径分析方法,对某型号油箱进行研究。根据油箱的安装方式,以油箱的安装部件绑带和减振垫作为结构噪声传递路径,建立工况传递路径分析(OTPA)模型;对比车内噪声信号的计算值与实测值的频谱,发现两者吻合的很好,从而验证了模型的正确性;根据OTPA模型,计算出各路径的传递噪声贡献。通过分析结构路径振动加速度频谱和传递函数频谱,提出了改进燃油晃动噪声问题的方法。     

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。     

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。     

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。     

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。     

列车在不同弹性扣件区段车内振动噪声的对比研究

针对地铁A型列车车内振动噪声进行研究,分析不同弹性扣件对车内振动和噪声的影响,通过研究车体结构和国内外规范,对A型地铁车辆车内关键位置处的振动噪声进行多次测量,获得在普通扣件区段和弹性扣件区段列车内部的振动加速度和噪声,运用振动加速度级和声压级以及1/3倍频程分析不同弹性扣件对车内振动噪声影响。结果表明:车内不同位置处振动噪声差别较大,车厢两端部振动噪声大于车厢中部振动噪声;车内振动噪声峰值频率大多出现在125 Hz、160 Hz、200 Hz左右;扣件系统弹性变化不会影响车内振动噪声峰值频率和3 150 Hz以上高频段振动噪声;普通扣件刚度是弹性扣件刚度2倍左右时,在100 Hz至2 000 Hz范围内,列车在弹性扣件地段时车内噪声声压级比在普通扣件地段时大,差值约为2 dB至5 dB,在315 Hz至2 000 Hz范围内,列车在弹性扣件地段时车内振动加速度级比在普通扣件地段时大,差值约为6 dB至10 d B;在弹性扣件区段时的Z振级比在普通扣件区段时大,但在弹性扣件区段时X振级反而低于在普通扣件区段时的值。     

不同激励下双层底振动传递特性研究

为了控制结构振动引起的船舶辐射噪声,截取某型舰艇的机舱双层底并按比例缩减,建立了双层底结构的有限元模型,以舱室辅机设备离心泵机脚振动加速度作为单激励,离心泵与激振机激振力代表多激励,在20-400Hz频段内对单激励与多激励下双层底结构的频率响应进行分析,并计算了底桁和实肋板的结构声强,根据各实肋板和底桁的声强贡献度及声强矢量图对峰值频率的主要传递路径进行辨识排序;以此为基础在主要传递路径上布置阻振质量块,用声学边界元方法计算了双层底结构的远场辐射声,以研究频段内合成辐射声功率级为评价指标验证减振措施的可行性。研究发现双层底结构在单激励和多激励下的主要传递路径都位于激励侧下方,单激励变成多激励后系统的最大响应峰值频率由33Hz变成87Hz,底桁和实肋板的Y向结构声强和增大一个数量级;在主要振动传递路径布置阻振质量使双层底结构的声辐射减少了8.2dB。     

不同激励下双层底振动传递特性研究

为了控制结构振动引起的船舶辐射噪声,截取某型舰艇的机舱双层底并按比例缩减,建立双层底结构的有限元模型,以舱室辅机设备离心泵机脚振动加速度作为单激励,离心泵与激振机激振力代表多激励,在20 Hz～400 Hz频段内对单激励与多激励下双层底结构的频率响应进行分析,并计算底桁和实肋板的结构声强,根据各实肋板和底桁的声强贡献度及声强矢量图对峰值频率的主要传递路径进行辨识排序;以此为基础在主要传递路径上布置阻振质量块,用声学边界元方法计算双层底结构的远场辐射声,以研究频段内合成辐射声功率级为评价指标验证减振措施的可行性。研究发现双层底结构在单激励和多激励下的主要传递路径都位于激励侧下方,单激励变成多激励后系统的最大响应峰值频率由33 Hz变成87 Hz,底桁和实肋板的Y向结构声强和增大一个数量级;在主要振动传递路径布置阻振质量使双层底结构的声辐射减少了8.2 dB。     

某乘用车车内噪声与方向盘振动分析与改进

对某MPV样车(多功能乘用车)进行整车NVH测试,结果表明怠速工况下空调开启时的车内前排噪声和方向盘振动不满足设计要求。通过传递路径分析方法进行试验排查,发现该工况下,车辆前围板(膨胀阀安装位置)在发动机第4阶频率处振动异常是问题的主要原因。经过进一步验证,确定需对样车前围板进行结构改进。接下来通过有限元分析方法对前围板进行结构仿真优化,并在样车上进行优化后的试验验证。试验结果证实优化方案可行,车内前排噪声和方向盘振动得到有效控制。     

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。     

小型电动汽车路面激励噪声的控制研究

为解决小型电动汽车车内路面激励噪声在30 Hz与36 Hz附近声压级过大的问题,以某小型电动汽车为研究对象,以实验获取的数据为基础,利用传递路径分析(TPA)模型验证实验结果的准确性,用底盘车身接附点的载荷激励已建立的车身内饰与声腔模型,进行强迫响应分析,将仿真结果与实验结果对比,验证模型的有效性。通过计算该模型在载荷激励下的工作变形,分析引起车内噪声的车身结构弱点,主要通过增加限位零件或固定零件来进行车身结构的优化。实验工况下的结果表明:优化后车内噪声在30 Hz与36 Hz附近噪声分别降低了9.7 dB与5.3 dB,效果十分理想,成功解决路面激励导致的NVH问题。     

工况载荷下传递路径分析方法

阐述传递路径分析(TPA)基本原理,通过对比几种主要载荷识别方法优劣,提出综合利用试验和仿真手段进行载荷识别方法。运用该方法进行车内噪声分析,并通过对比试验结果证明方法可行性。在此基础上进行工况载荷下整车TPA分析,根据分析结果对车辆进行优化,取得显著效果。     

某MPV加速声品质优化

某MPV全负荷加速过程车内出现异响,严重影响整车声品质。应用LMS公司的Test. Lab振动噪声分析系统对车内噪声、动力总成系统进行振动、噪声数据采集,通过主观评价、传递路径分析、模态分析和频谱分析,确定加速异响传递路径为发动机后悬置,副车架约束模态与后悬置存在共振风险。运用ABAQUS软件对后悬置-前副车架进行模态仿真计算,提出调整后悬置橡胶静刚度方案,实现后悬置与副车架模态解耦。进一步试验发现,车内加速噪声异响问题得到明显改善。为优化MPV加速噪声提供一种借鉴方法。     

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。     

隧道内脉冲激励下地层振动传递特性研究

目前,对于地铁运营引起的振动在地层中的传递特性一直未有系统深入的研究。利用自动落锤激励装置锤击轨道减振与控制实验室10m埋深隧道内轨道,研究了0~200Hz频段振动加速度在地层中的传播衰减特性。试验结果表明：(1)隧道结构-地面振动加速度峰值衰减率达到81.25%,地层对振动有很强的衰减作用。(2) 除了30Hz附近频段传递函数幅值大于1,隧道结构到地面振动响应传递函数幅值普遍小于0.4。(3) 隧道结构-地面1/3倍频程加速度级传递损失曲线呈V形分布,传递损失在30Hz附近最小,且为负值,此频段振动加速度能量从隧道传递到地面有放大现象。     

基于传递路径试验分析的变速器敲击噪声优化

变速器内部非受载齿轮来回敲打引起的车内变速器敲击噪声往往经过多维路径进行传递,对车内变速器敲击噪声传递路径的辨识与控制优化是改善敲击噪声的有效措施之一。阐述了基于结构传递路径的变速器敲击噪声试验分析方法,并结合某乘用车变速器敲击噪声明显这一问题,通过整车传声损失试验判断出该车变速器敲击噪声主要为结构传递声,且通过优化离合拉索与换档拉索,为改善该车变速器敲击噪声提供了一定的改进方法,取得了较好的优化效果。     

民用客机后储藏室壁板结构隔声计算研究

民用飞机客舱噪声对乘客乘坐舒适性有较大影响。测试发现飞机客舱后部区域噪声频谱中出现了94 Hz和274 Hz的峰值噪声,为了确定噪声峰值的来源,首先对机体结构形式进行分析,对可能产生噪声的结构进行振动加速度测试。通过振动测试分析表明,发动机低压转子和高压转子振动传递至加强框结构引发了振动噪声。同时,针对噪声传递路径中的后储藏室壁板隔声特性进行建模和计算研究。声学有限元计算结果分析表明,后储藏室壁板对94Hz和274 Hz频率噪声的隔声能力弱,是客舱后部区域出现噪声峰值的重要原因。