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轮胎空腔噪声机理及多孔材料降噪方法研究
| 论文题名： | 轮胎空腔噪声机理及多孔材料降噪方法研究 |
| 关键词： | 汽车轮胎;空腔共振噪声;力传递率;多孔材料;降噪机理 |
| 摘要： | 汽车时速超过60km/h时，轮胎噪声将会逐渐突出，并成为汽车行驶过程中驾驶室内噪声的主要来源，轮胎空腔共振是轮胎噪声产生的主要原因之一。当轮胎内部空腔的气体受到来自路面的激励力，产生了特定频段的共振，该共振通过车轴和车身等结构传递到驾驶室内，进而在车内形成低频噪声，该噪声称为轮胎空腔共振噪声，其存在严重影响汽车NVH特性。 本文以乘用车205/55R16轮胎为研究对象，通过轮胎充入空气与氦气以及在内衬层贴附不同材料的方式，开展轮胎力传递率试验、轮胎跌落噪声试验和室内转鼓噪声试验，系统研究轮胎力传递率与轮胎空腔共振噪声关联关系，提出用轮胎力传递率幅值高低表征轮胎共振空腔噪声强弱的观点，从而拓展轮胎空腔共振表征方法；在实车噪声试验中，分析了轮胎内粘贴多孔材料对行驶过程中车内噪声的影响，并通过开关车窗的方式验证了轮胎空腔共振的存在和轮胎空腔共振噪声是通过结构传递的特性。 基于试验测试方法，建立轮胎力传递率仿真模型，通过改变轮胎内部气体介质的方案验证了仿真模型准确性。在此基础上，分析了轮胎气压、载荷对轮胎空腔共振噪声特性的影响。结合轮胎力传递率仿真模型，研究多孔材料的降噪机理，分析了吸声系数与力学性能不同的多孔材料的降噪效果，结果表明多孔材料的力学性能与声学参数共同影响降噪效果，但相对于吸声系数而言，多孔材料的力学参数对轮胎空腔共振噪声的影响起主要作用。 研究内衬层弹性模量对轮胎力传递率的影响。结果表明，随着轮胎内衬层的弹性模量增大，力传递率峰值将变小，故轮胎空腔共振噪声也呈现减小的趋势，反之，空腔共振噪声呈现增大趋势。以最大程度降低轮胎空腔共振噪声为目标，结合多孔材料的减振效应，通过降低轮胎力传递率幅值为途径实现轮胎空腔共振噪声降低，采用最优拉丁超立方试验方法和Kriging近似模型探究了多孔材料的密度、弹性模量、宽度和厚度四个参数对轮胎力传递率幅值的影响规律。结合现有测试条件，以改变多孔材料单一宽度参数为手段，通过轮胎力传递试验和跌落噪声试验验证仿真结果的准确性；借助多岛遗传优化算法，获得多孔材料最优设计参数，经分析，相比于原始轮胎，优化后轮胎力传递率幅值明显降低，轮胎空腔共振噪声也得到有效改善。 |
| 作者： | 夏琦 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 周海超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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