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基于压电分流阻尼的车内噪声控制研究
| 论文题名： | 基于压电分流阻尼的车内噪声控制研究 |
| 关键词： | 汽车乘坐室;空腔模型;压电分流阻尼;布局优化;减振降噪;噪声控制 |
| 摘要： | 随着生活水平的提高和汽车保有量的增加，人们对汽车的乘坐舒适性要求越来越严格，作为评价汽车品质综合指标的NVH性能越来越受到关注。计算机及控制技术在工程上的广泛应用，使得基于智能材料的振动噪声控制技术得到了迅速的发展。选取智能材料对封闭空间进行振动噪声控制已逐渐成为研究的一个热点，在汽车车厢、飞机机舱、潜艇以及坦克等领域都有着广阔的发展前景。 本文以汽车车内噪声为研究对象，将汽车乘坐室简化为一封闭的矩形空腔，选取典型且应用广泛的智能材料--压电陶瓷(PZT)，对其进行了基于压电分流阻尼电路的被动振动噪声控制的理论及实验研究。 基于压电分流阻尼的振动噪声控制效果主要取决于三个方面：分流电路类型及参数、压电片性能参数以及压电片的布局。论文首先对PZT电学、力学特性进行了阐述，进而研究了基于压电分流阻尼的空腔结构减振降噪原理和方法，选择典型的RL串联压电分流电路，利用极点配置法和传递函数法，分别以系统自由响应的衰减系数以及系统的传递函数为优化目标，对其电路元件进行了参数优化设计，并采用模拟电感解决了超大电感的问题。 根据压电分流阻尼原理，以压电元件极化产生电荷量最大化为目标，对压电元件粘贴位置进行了布局优化。搭建了由5个刚性壁和一个弹性薄板组成的矩形空腔实物模型，并在HYPERMESH中建立有限元仿真模型。对模型进行了实验模态分析和计算模态分析，得到了弹性板模态应变的分布，并确定在其模态应变最大位置进行压电片的粘贴。 在对压电分流电路和PZT布片位置研究的基础上，通过控制板的振动进而实现空腔内部声音的控制。针对弹性板第一阶约束模态，在弹性板上粘贴压电片组成压电智能板，接入分流电路，模拟车内噪声的来源和传播途径，分别进行了力锤、扬声器、激振器三种激励下压电分流阻尼系统的减振降噪实验，对压电分流阻尼电路的选频减振降噪控制效果进行了验证。实验结果表明，通过压电分流阻尼控制后系统的频响函数以及空腔内声压幅值在一阶模态频率处均有降低，验证了压电理论分析的正确性以及将压电分流阻尼系统应用于汽车乘坐室等空腔结构被动振动噪声控制的有效性与可行性，为车内低频噪声的控制提供了一种新方法。 |
| 作者： | 李耀光 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 贺岩松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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