轿车车室声固耦合系统的模态分析

车室声学模态分析是汽车NVH特性研究的重要内容,识别系统模态对避免声学共振、降低车内噪声有重要意义。利用有限元法建立某轿车车身结构和车室空腔模型,并建立了考虑结构与空气之间相互作用的车室声固耦合系统模型。列出三个系统的有限元方程式,使用MSC.Nastran软件对三个模型的模态进行仿真计算,对结构的模态频率和变形部位、空腔声学系统的声学模态频率和声压分布情况以及耦合系统中结构和声学空腔模态频率和振型的变化进行了详细分析。测量车内纵向对称面上的等声压线以验证仿真结果。结果表明：结构与空气的相互作用将改变原系统(车身结构或车室空腔)模态的频率和振型,并将引起另一个系统产生相应模式的振动;系统第一阶声学模态为纵向声学模态,其振型的试验结果与仿真结果在分布特点、变化趋势等方面符合较好。     

高速列车车内客室端部噪声分布特性与声学模态分析

基于现场测试,对高速列车车内客室端部噪声分布特性进行分析研究。结合车内、车下振动分析和车内空腔声学模态计算,明确车内客室端部噪声分布的形成机理,在此基础上提出高速列车车内客室端部噪声问题的改善建议。研究结果表明,高速列车车内客室端部靠窗位置和过道位置的横向距离为1.2~1.7 m,但靠窗位置的噪声却比过道位置大8 dB(A)左右。车内的噪声和车内、车下的振动加速度在111 Hz附近均存在显著的峰值,这个频率正是列车在250 km/h运行速度下的过枕跨参数激振频率。车内空腔声学模态在111 Hz附近基本上表现为横向两侧大、中间小的状态。车体系统的结构振动和车内声学空腔存在相互耦合的关系,最终导致车内客室端部出现这种特殊的噪声分布。相关研究结果可为研究消除或降低高速列车车内异常噪声的措施提供参考。     

车身结构振动与车内噪声声场耦合分析与控制

车内低频噪声直接影响其乘坐舒适性,应用有限元和模态分析技术对汽车车身结构振动和车内噪声耦合问题进行了研究,利用有限元法找出车身结构动态特性和空腔声学特性,与试验模态结果进行比较,两者在低频范围内基本一致。在此基础上,应用声—固耦合理论对该车身结构振动与车内噪声耦合进行了研究,得出的结论为降低由结构振动引起的车内低频噪声提供了理论依据。     

基于声学灵敏度的汽车噪声声-固耦合有限元分析

车身结构声辐射的预测对于噪声的控制和降低有着重要的意义.首先推导了声-固耦合有限元的控制方程,并得到模态参与因子和板块声学贡献量的计算方法;然后以某商务车为研究对象,应用虚拟试验场技术,建立声-固耦合有限元模型,包括车身与汽车室内空腔的有限元模型;选择车身与底盘的连接点作为声学灵敏度分析的激励点,采用声-固耦合有限元法,计算得到各悬置点至驾驶员耳旁的声学灵敏度;从声学灵敏度分析结果中发现,车身模态在共振峰70、138、200 Hz处均存在较大的峰值;研究这三个峰值的频率点及其结构,并计算结构模态和声学模态参与因子以及车身板块的声学贡献量,最终得出对车内声学响应影响最大的板块和结构模态.     

低温环境下高速列车车内噪声问题及控制方案

对低温环境下(-30℃)的250km/h高速列车车内客室端部噪声进行测试,深入分析了运行环境温度对车内噪声的影响。通过对比夏季、冬季两种季节因素,掌握了不同环境下高速列车的车内振动噪声特性、车下声源特性和声振传递路径,研究了低温环境下的高速列车减振降噪技术,以提高低温环境下高速列车的车内噪声性能。研究结果表明,车内客室端部噪声异常问题是由于受到列车250km/h匀速运行时的过枕垮频率激励,而冬季运行时转向架区域减振性能下降,使得该频率更容易传递至车内所致,并激发车内客室空腔的声学模态。通过从传递路径上进行控制,使用一种金属减振器代替原有地板的支撑结构,优化车体内地板和外地板之间的弹性支撑,能够有效改善低温环境下高速列车车内客室端部异常噪声问题。     

重卡驾驶室的声固耦合模态分析

利用有限元法建立某重卡驾驶室车身结构和车室空腔模型,并建立了考虑结构与空气之间相互作用的车室声固耦合系统模型。使用Nastran软件对三个模型的模态进行仿真计算,对结构的模态频率和变形部位、空腔声学模态频率和声压分布情况以及耦合系统中结构和声学空腔模态频率和振型的变化进行了详细分析,为下一步的车身设计和改进提供了依据。     

试生产阶段SUV低频噪声识别与改进研究

提出一种适用于试生产阶段的SUV低频噪音识别与改进流程。建立白车身有限元模型,通过模态试验验证模型有效性。建立驾驶室声固耦合模型,进行频率响应分析。基于实车噪声与激励力测试及车内响应点的声压值灵敏度,识别板件振动的噪声频率。分析主要峰值频率下的板块单位面积声学贡献量,通过对问题板件加强局部刚度和涂贴阻尼来降低车内噪音。结果表明在整车质量增加较小的情况下车内低频噪音得到有效控制。为试生产阶段的低频噪声识别与改进提供有效的方法。     

轿车车内低频噪声的仿真计算及试验研究

在介绍车室空腔声学系统建模方法和声固耦合系统有限元方程式的基础上,针对某轿车建立了车室声固耦合系统有限元模型,并利用MSC.Nastran对车内噪声进行频率响应分析。通过道路试验测量车内的声压信号,结合对发动机激励的分析,探讨了车内低频噪声的主要激励源。结果表明:车内低频噪声在频域中的尖峰是由发动机往复惯性力激振车身壁板产生的;车内噪声在空间分布情况的仿真结果得到验证。最后,为降低车内噪声对该轿车提出了改进意见。     

汽车气动噪声特性的随机声学法分析

为分析某款汽车高速行驶时车内气动噪声特性,采用流体力学(CFD)软件与专业声学仿真软件进行联合仿真,并进行了实车道路试验。通过分离涡模拟(DES)方法,计算车外涡流场,得到车身表面脉动压力,并将其视为随机载荷,利用随机声学法计算车内声场。结果表明:气动噪声为宽频噪声,主要能量集中在2500 Hz以下,且无明显主频率,噪声频谱变化趋势与脉动压力频谱变化趋势基本一致。随机声学法较好地模拟了脉动压力能量向车内的传播过程,且捕捉了湍流场相互叠加所致的声压级波动。     

车内轰鸣噪声的研究及优化

以某客车为研究对象,基于声振测试、频谱分析对怠速轰鸣现象进行研究,确定轰鸣噪声是由空调压缩机激励频率与车内声腔模态耦合引起。通过优化发动机悬置系统、加强空调压缩机支架刚度提升其固有频率避免70 Hz共振,由此削弱了车内声振耦合作用,改善了车内轰鸣噪声。实验结果表明:车内轰鸣噪声得到改善,A计权声压级降低了9.15 dB(A),由此为客车轰鸣噪声问题提供了可借鉴的解决方法。     

基于结构与声场耦合模态分析的车内噪声控制方法

在汽车车内结构噪声的控制中，传统的结构振动模态分析不能准确地反映车身结构与车内声场的耦合特性，将车身结构与车内声场综合起来考虑，采用结构与声场耦合模态分析方法研究了汽车车内结构噪声的控制问题。在介绍结构与声场耦合模态分析方法理论的基础上，讨论了该方法在车内结构噪声控制中的工程实现。该方法在某车车内噪声控制的应用中取得了明显的降噪效果，证明了该方法的可行性和有效性。     

基于声固耦合模型的车内低频结构噪声响应分析

根据模态相似原则建立某重型商用车简化的驾驶室有限元模型。在此基础之上建立驾驶室的声固耦合模型,并利用声学模态试验验证了模型的正确性。通过实车道路试验测量怠速工况和匀速行驶工况下驾驶室悬置点的激励信号和车内振动噪声响应信号。将测量的激励信号施加于声固耦合模型进行频率响应分析,计算20～200 Hz范围的车内结构噪声。将得到的振动噪声响应仿真结果与试验结果进行对比分析。分析表明,仿真响应频谱能够反映出激励谱和模态的影响,与试验结果相符。利用此模型预测车内振动噪声水平,也具有较高精度。     

车身结构修改对车内低频噪声的影响

建立白车身有限元模型,利用实验模态验证模型的正确性.声腔模型和结构模型进行耦合,计算车内测点声压,在此基础上对车室壁板厚度,车身扭转刚度及吸声材料布置形式研究,以控制车内噪声为目标,得出改善车内噪声的参考方法.     

利用阻尼材料改善驾驶室声学特性的研究

为改善某款商用车驾驶室声学特性,建立该驾驶室的声固耦合有限元模型,通过频率响应分析,得到车内的声学响应。对81 Hz处声压峰值进行声学结构模态参与因子分析和板件贡献分析。对贡献最大的板件进行自由阻尼处理。为减少阻尼材料使用量,将阻尼材料体积作为约束条件,阻尼材料单元相对密度作为设计变量,以贡献最大的结构模态所对应的模态阻尼比最大化为优化目标,基于优化准则算法用MSC.Nastran的直接矩阵提取程序(Direct matrix abstraction program,DMAP)语言编制拓扑优化程序,对阻尼材料在驾驶室上的分布进行优化。优化后阻尼材料的体积减小40%,目标模态的模态阻尼比降低5.2%。根据优化结果粘贴阻尼材料,使驾驶员右耳处声压和乘员右耳处声压在81 Hz附近分别降低11.2 dBA和10.7 dBA,其他峰值处声压变化不大。     

全地域机动车驾驶室声学特性分析

以某全地域机动车驾驶室为研究对象,建立驾驶室的有限元模型,验证了有限元模型的有效性。以此有限元模型为基础构建驾驶室谐响应模型,进行谐响应分析,发现驾驶室后壁板的振动是引起驾驶室内部噪声的主要原因。研究驾驶室内部噪声特性,分别进行了声学空腔模态分析和声固耦合模态分析,发现声固耦合系统声压分布比较均匀,大部分呈现局部模态,主要原因可能是驾驶室后壁板的振动。通过驾驶员耳旁声压分析发现增加驾驶室后壁板的厚度,可以在一定程度内降低驾驶室内部噪声对驾驶员的影响,为同类驾驶室通过依靠结构改进来改善声场环境提供了案例依据。     

中高频振动引起车内噪声分析研究

为解决某车型车内噪声问题,在发动机振动引起车内噪声问题分析方法的基础上,确定横摆中高频振动是引起车内噪声的主要原因,并提出解决方案。在发动机怠速状态下测量输油管道的振动状态,根据汽车噪声、振动和声振粗糙度基本理论,通过模态分析和频谱分析,得出输油管道横摆中高频振动引起的车身底板振动向车内辐射噪声。采用加装胶垫的方法降噪,改进后的实车试验结果表明,车内声压峰值从32 dB下降到24 dB,横摆中高频振动得到有效控制。