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基于NVH性能的车身结构轻量化设计
| 论文题名： | 基于NVH性能的车身结构轻量化设计 |
| 关键词： | 汽车车身;NVH性能;轻量化设计;多目标优化 |
| 摘要： | 作为评价汽车舒适性的主要指标，振动和噪声（Noise Vibration and Harshness，NVH）性能会直接影响消费者的购买意向。噪声传递函数（Noise Transfer Function，NTF）是车身NVH性能重要参数，定义为在车身与底盘主要接附点处施加单位大小激励力在驾驶室某处得到的声压值。作为车身振动噪声的重要性能，NTF反映车身与乘员舱间的声学特性，能在车身设计前期运用声固耦合理论分析预测。汽车的轻量化研究对能源的消耗以及环境的发展也有着重要的意义。因此，NVH性能与车身轻量化技术的掌握是各大车企提高自身竞争力的有效手段。 本文以国内某新型未上市SUV为研究对象，以有限元仿真技术为主，试验方法为辅，对该车车身NTF函数进行优化分析，同时实现车身减重的目标。论文主要研究工作如下： （1）建立该SUV白车身（Body In Prime，BIP）、内饰车身（Trim Body，TB）以及声腔有限元模型，计算车身模态，初步了解其动态特性和乘员舱内的声学特性；利用试验测试车身结构典型模态，验证仿真模型的可靠性；对TB车身进行NTF试验测试，对比试验与仿真所得NTF曲线，验证两者趋势以及关键峰值的一致性；由仿真与试验分析结果，确定NTF问题频率点，并以降低该问题点NTF峰值为目标，结合车身减重要求进行多目标优化分析计算。 （2）车身总质量与车身板件厚度的关系成正比，但是车身噪声传递函数与车身板件厚度不是简单的线性关系。根据车身结构，初选16个板件厚度做为优化变量，为了减少不必要的计算，对选定的16个优化变量所在车身结构件利用灵敏度分析筛选出10个对目标响应较为敏感的优化变量，进行最终的多目标优化分析。 （3）本文提出了降低驾驶员右耳处声压值与车身结构轻量化的多目标优化设计方法。以筛选的10个车身结构板厚为设计变量，运用拉丁超立方采样法生成样本点，以驾驶员右耳处声压均方根值及设计变量所在部件的质量为优化目标，TB车身一阶弯曲频率、一阶扭转频率为约束条件，利用Isight软件构建了以试验设计为基础的三种常用的近似模型，经过误差分析与精度校验，最终利用Kriging函数构建近似模型替代原有限元模型进行多目标优化。结果表明，驾驶员右耳处噪声值降低1.6dB，达到目标值，车身质量降低8kg。 |
| 作者： | 侯振方 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张爱兵;李洪亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 宁波大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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