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原文传递微型客车结构噪声控制与优化方法研究

论文题名：	微型客车结构噪声控制与优化方法研究
关键词：	结构噪声;功率流;路径声学合成;面板声学参与;声学响应面;微型客车
摘要：	随着人们对汽车舒适性要求的不断提高，NVH（Noise、Vibration、Harshness， NVH）性能得到了广大汽车企业的重视和关注。汽车噪声按照传播途径可分为结构噪声和空气噪声，其中在低中频率范围内以结构噪声为主。因此，控制结构噪声是优化车辆低频段NVH性能的重要途径之一。然而，车身结构噪声的形成机理、传递路径以及变化规律十分复杂，导致车身结构噪声的分析和控制方法还不十分明确。鉴此，本课题以某自主品牌微型客车为研究对象，以降低车内噪声为目标，通过研究源于动力总成的振动能量在车身结构间传递途径及其导致车内面板受迫振动下辐射噪声的形成机理，探索多维振动传递路径下，路径的声学合成和声学分解方法，寻求建立通过优化结构参数控制车内结构噪声的有效途径，达到提升整车NVH性能的目的，具体研究内容包括以下几方面：　　（1）基于功率流理论研究结构的振动传递特性以及控制方法。以动力总成-悬置-车身的结构耦合系统为对象进行频率响应分析，由连接界面处的力和速度导出功率。分析振动能量在动力总成和车身间的传递特性，从众多振动传递路径中识别出高能传递路径，研究通过功率流分析结果控制车身结构振动的方法，最后对动力总成悬置系统的耦合程度进行分析和评估。　　（2）用力的频响函数和声压-力的频响传递函数来高精度的合成目标点处声压响应并实验验证。对能量解耦率较高的悬置系统，分析悬置被动侧激励到驾驶员右耳的力-声压传递函数、以及动力总成的加载点到悬置被动侧的力-力传递函数，用这两组传递函数合成驾驶员右耳处的声压响应，研究各声学路径传递声压对总声压的贡献和矢量合成规律，分析路径能量传递、路径声压传递和总声压响应三者间的关系，研究结果为改进路径结构参数控制声压响应提供指导。　　（3）研究车身结构面板振动、振动面板辐射声压、辐射声压的声学参与、总声压响应四者间的内联关系。对比研究面板声学贡献、结构模态振型和结构工作振型三种方法控制车身结构噪声的效果。应用面板声学参与方法，研究面板振动辐射声压对驾驶员右耳处总声压响应的矢量合成规律，获得面板的声学贡献特性。基于面板声学贡献分析结果在筛选的声学敏感面板振动大的位置匹配动力吸振器使面板在对应频率段内的振动显著降低，减小声学敏感面板振动辐射声压的幅值，导致面板声学参与减小，使总声压响应得到显著控制。研究结果研究结果为改进结构、控制面板法向振动实现噪声辐射减小提供基础。　　（4）构建声压响应关于设计变量的二阶-显式响应面函数，实现高效计算与优化结构噪声。在危险频段24Hz-35Hz内，构建驾驶员右耳处声压响应之和与安装动力吸振器的质量参数的响应面模型，应用响应面模型代替有限元数值分析模型研究声压响应与动力吸振器质量参数间的关系。在响应面函数基础上构建声压响应的显式优化模型，研究各目标函数、设计变量与权重系数的关系，节省优化结构噪声的计算时间；优化动力吸振器的质量参数，使面板的振动减小、控制声学敏感面板振动辐射声压对总声压正的声学参与、最终使24Hz-35Hz频段内驾驶员右耳处的声压响应得到改善。　　研究工作对控制振动能量传入微型客车车身结构和改善乘员室的声学性能具有一定的理论价值和工程实际意义。
作者：	王永亮
专业：	车辆工程
导师：	黄松;秦训鹏
授予学位：	博士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文