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基于超单元法的整车振动与噪声研究
| 论文题名： | 基于超单元法的整车振动与噪声研究 |
| 关键词： | 汽车设计;车身振动;结构噪声;超单元法;动力学仿真 |
| 摘要： | 汽车作为日常生活中主要交通工具，其乘坐舒适性日益受到关注。车身结构振动与车内结构噪声是评价乘坐舒适性的重要指标。结构噪声以低频为主，由车身板结构受激励引起振动并向车内空腔辐射形成。因此，结构振动的控制是提高车辆低频段NVH性能（Noise，Vibration and Harshness，NVH）的关键。从汽车研发角度，为实现车辆理想的NVH性能，需基于有限元法进行大量整车NVH动力学仿真计算。但整车有限元模型规模巨大，仿真计算周期长，会在基于模型的多方案寻优过程中大幅降低工作效率。 以某微车为对象，为解决该车车内低频噪声及仿真计算效率问题，提出将超单元法应用于整车NVH动力学仿真分析中，从振动传递路径和声学贡献量两方面，寻求振动噪声控制方案以实现NVH性能提升。研究内容为如下4方面： 建立基于超单元法的简易结构动力学分析模型。基于有限元理论和超单元理论，以简易结构为对象，从计算精度方面，将不同划分形式所建立的超单元模型与传统有限元模型的模态、频响和声-固耦合仿真计算结果进行对比得出：超单元模型具备较高计算精度，满足整车NVH有限元仿真分析计算要求。 基于超单元模型的整车振动传递特性的研究。建立整车传统有限元模型，并进行白车身仿真和试验模态对标，验证有限元模型准确性；随后建立超单元模型，结合功率流理论，对整车振动传递特性进行研究，按功率贡献度大小对路径排序，识别振动传递危险路径；调整隔振元件参数使车内噪声明显降低。 开展车身结构声学贡献量研究。基于车身传统有限元模型，进行噪声传递函数分析，识别噪声危险频率点；并针对危险频率点进行整车模态贡献和面板贡献分析，寻找主要贡献面板；随后建立超单元模型，对危险面板进行结构改进，为结构优化方案的具体实施提供参考依据。 超单元法在整车动力学仿真计算中的实效性分析。整车超单元模型的车内噪声仿真峰值频率点与实车试验问题频率点误差分别为6.5％和5.4%；相比传统有限元法，超单元法在进行振动传递路径及声学贡献量分析时，初始模型计算时间分别缩短26%和28.9%，优化模型计算时间最高缩短99.8%和98%；超单元法在进行整车状态下传动轴系模态优化分析时，存储空间节省98.5%。因此，超单元法在汽车NVH仿真分析领域具有较强的工程实用价值。 |
| 作者： | 何洁 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 刘志恩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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