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原文传递基于响应面法的商用车驾驶室结构噪声分析与优化

论文题名：	基于响应面法的商用车驾驶室结构噪声分析与优化
关键词：	响应面法;商用车;驾驶室结构;噪声控制;结构优化
摘要：	汽车NVH性能是影响汽车舒适性的一个重要因素，现已成为评价汽车设计及制造质量的重要指标之一。由于商用车行驶工况非常恶劣，工作环境复杂多变。在受到各种激励的作用时驾驶室板件结构会产生振动并向车室内辐射噪声，降低了整车的乘坐舒适性，容易造成驾驶员身体感觉不适，严重时甚至会引起交通事故。降低驾驶室内噪声水平是改善整车乘坐舒适性的重要手段之一，它不仅可以提高汽车的市场竞争力，还能够产生重要的经济和社会效益。　　本文在长沙市科技计划重大专项“汽车轻量化关键技术研究及其产业化（项目编号:K1306007-11-1）”资助下，以一款商用车驾驶室为研究对象，利用有限元方法和声学CAE技术对该驾驶室结构振动特性以及驾驶室内噪声水平进行分析。通过计算得出前悬置激励点至驾驶室内参考点（驾驶员右耳旁）的噪声传递函数;对包围声腔的主要板件进行声学贡献量分析，得出对驾驶室内结构噪声贡献较大的板件;将这些板件的厚度值作为优化设计中的变量，建立驾驶室内参考点声压级最大值极小化的车身结构优化响应面近似模型，使用遗传算法对该近似模型进行优化，在满足约束条件的前提下，通过优化车身板件结构实现了降低驾驶室内结构噪声的目的。　　本文主要研究内容如下　　(1)利用UG软件抽取驾驶室各板件中面，将中面模型导入Hypermesh软件后划分有限元网格，建立驾驶室有限元模型;用Virtual.lab软件建立驾驶室声腔有限元模型;联合两个模型得到驾驶室结构-声腔耦合系统有限元模型;运用Nastran软件对驾驶室结构和声腔进行模态分析，获得结构和声腔的固有频率以及驾驶室内声压分布情况。　　(2)在驾驶室左右前悬置点施加激励，通过Nastran软件计算得到驾驶室内参考点（驾驶员右耳旁）的声压响应，确定了峰值声压及其频率，得到了驾驶室内结构噪声响应情况，为后续对驾驶室结构噪声优化提供指导。　　(3)对包围驾驶室声腔的主要板件进行声学贡献分析，得到对驾驶室内结构噪声影响较大的板件，将这些板件的厚度值作为后续优化设计中的变量，通过优化板件结构达到降低驾驶室内结构噪声的目的。　　(4)为降低驾驶室内结构噪声，以驾驶室内参考点（驾驶员右耳旁）声压级最大值极小为优化目标，以声学贡献量较大板件的厚度值为设计变量，以优化后整车质量比优化前不增加为约束条件，基于响应面方法构建了该优化问题的二阶多项式近似模型，使用遗传算法对该近似模型优化，通过优化找到一组板件厚度值，使得驾驶员右耳旁声压级最大值极小。为了更直观的掌握优化后的驾驶室内结构噪声水平，将优化前后驾驶员右耳旁的声压级响应进行对比分析，结果表明:用基于响应面方法构建的近似优化模型进行优化后，在整个激励频率范围内驾驶室内结构噪声明显降低，达到了控制驾驶室内结构噪声、提高整车NVH性能的目的。　　本文在驾驶室白车身结构模态分析、声腔模态分析、噪声传递函数分析、板件声学贡献量分析的基础上，基于响应面法建立了一套驾驶室结构噪声优化设计流程，该流程以降低驾驶室内结构噪声响应为设计目的，以车身板件厚度为设计变量，可有效降低驾驶室内结构噪声，具有较大的工程应用参考价值。
作者：	王超
专业：	车辆工程
导师：	于德介;孔朝阳
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖南大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文