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原文传递轿车车内噪声控制及结构优化研究

论文题名：	轿车车内噪声控制及结构优化研究
关键词：	噪声控制;灵敏度分析;结构优化;轿车
摘要：	随着社会经济的快速发展和人们生活水平的提高，汽车在人们生活中扮演着越来越重要的角色，轻量化、动力性、可靠性、安全性和舒适性等已成为衡量汽车品质的重要指标。目前，国内外汽车厂家在汽车的轻量化、动力性、可靠性和安全性等方面的技术已经日臻完善，而汽车舒适性一直是汽车工程领域研究的热点问题。影响汽车舒适性的一个重要因素是汽车的NVH性能，因此，减小汽车的振动噪声可以提高其舒适性。　　本文以国家“跃升计划”专项一中国高水平汽车自主创新能力建设(简称“中气专项”)的NVH项目为研究背景，借助有限元分析方法对“中气专项”轿车进行数值仿真，研究白车身一阶整体扭转模态问题，并对车身声固耦合系统进行振动-声学特性分析，计算轿车车身与后副车架连接点在单位激励下引起的车内声学响应，通过板件贡献量分析识别出影响车内噪声较大的板件，通过修改和优化板件的结构参数，减小其振动，降低板件振动引起的辐射噪声。具体研究工作如下：　　 (1)从UG模型中抽取“中气专项”轿车各零部件的中面导入HYPERMESH软件进行网格划分，建立了白车身、Trimmed body有限元模型；在VIRTUAL.LAB中建立了车室声腔有限元模型，并与Trimmed body模型联合建立了结构-声场耦合模型；运用有限元分析软件NASTRAN进行了模态分析，结果表明，“中气专项”轿车白车身一阶整体扭转模态频率偏低，可能会导致其与发动机怠速激励频率产生共振。　　 (2)针对“中气专项”轿车白车身一阶整体扭转模态偏低问题，采用模态灵敏度分析方法计算了一阶整体扭转模态对白车身所有板件厚度的灵敏度，考虑到汽车轻量化要求，还计算了白车身整体质量对各板件质量的灵敏度，将一阶整体扭转模态灵敏度与质量灵敏度的比值作为板件的一阶相对整体扭转模态灵敏度值，并按照绝对值大小进行排序，然后对影响一阶整体扭转模态较大的十五块板件进行结构优化，通过优化板件厚度提高了白车身一阶整体扭转模态，避免了共振，而白车身质量增加较少，满足汽车轻量化要求。　　 (3)通过车身声学灵敏度分析，计算了车身与后副车架四点悬置连接处单位激励在驾驶员右耳处引起的噪声大小，对频率-声压曲线进行分析得出声压较大的几个峰值频率，然后计算这几个峰值频率处的车室板件贡献量，通过板件贡献量分析，得出中地板在几个峰值频率处的声压贡献量都较大，从中地板在峰值频率处的耦合模态云图可以看出，中地板前部的局部变形较大，运用局部加筋的方法对中地板前部的振动变形加以控制，减小其向车内辐射噪声。结果表明，对中地板局部加筋能有效降低峰值频率处的声压。　　 (4)附加质量是一种控制板件辐射噪声的方法，在工艺上也较易实现。本文利用MATLAB编写的薄板声辐射功率程序，以前三阶模态频率处的声辐射功率为优化目标，结合优化软件ISIGHT，对薄板有限元网格单元上附加质量的位置及大小进行优化。结果表明，降噪效果比较理想，与附加均布质量相比，效果更明显，并为以后将其应用到车身板件振动辐射噪声控制中打下了基础。
作者：	刘从光
专业：	机械工程
导师：	于德介
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖南大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文