原文传递
驾驶室结构和声学特性分析与优化
| 论文题名： | 驾驶室结构和声学特性分析与优化 |
| 关键词： | 重型商用车;驾驶室;模态特性;声固耦合系统;拓扑优化;有限元模型 |
| 摘要： | 本文运用有限元和结构优化的方法，针对一款重型商用车驾驶室的结构动态特性和声学特性进行研究。分析了该驾驶室的模态特性和车内声学响应，运用拓扑优化和尺寸优化相结合的方法改善了驾驶室的模态特性；编制了优化程序，对驾驶室上的阻尼材料进行了优化布局，降低了参考点处的声压；通过对一铝板一声腔耦合系统进行仿真和实验的研究，验证了优化程序的有效性。 应用Hypermesh软件建立了驾驶室白车身的有限元模型，在此基础上，进行了驾驶室自由状态下低阶模态参数求解，得到了前8阶弹性模态的频率和振型。通过综合分析，得出该驾驶室整体结构基本合理但一阶整体扭转模态频率稍显偏低的结论。 为了提高该驾驶室的一阶整体扭转频率，应用拓扑优化技术对驾驶室结构进行了优化。根据优化的结果，提出了改进原有加强板、添加新的加强板以及增加加强肋等三种改进方法。通过进行分析和比较，将添加加强板作为结构改进的方案。然后利用离散尺寸优化技术对新增的加强板厚度进行了优化。由结构改进前后的对比发现，驾驶室一阶整体模态频率由17.952Hz提高到了22.200Hz，弯曲刚度和扭转刚度也都有较大的提高。 建立了驾驶室的声固耦合有限元模型，对耦合系统进行了模态分析和声学响应预测，在此基础上，对参考点特定频率的声压峰值进行了声学贡献度的分析，找出了产生声压峰值的关键板件一前围板。 对前围板进行自由阻尼处理，有效地降低了参考点特定频率处的声压；为了找到阻尼材料的最佳布局并减少其使用量，基于优化准则算法用DMAP语言编制了通用的自由阻尼材料拓扑优化程序，利用编制的优化程序对驾驶室前围板上的阻尼材料进行了拓扑优化；对比了前围板上全阻尼处理和拓扑优化后部分阻尼处理的降噪效果，发现利用拓扑优化程序既保证了降噪效果，又减少了阻尼材料使用。以一铝板-声腔耦合系统为研究对象，利用该拓扑优化程序对铝板上的阻尼材料进行了优化布置，对比了仿真和实验的降噪效果，验证了优化方法和优化程序的有效性。 |
| 作者： | 倪新帅 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张志飞 |
| 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 |
检索历史
应用推荐
