輪胎泵吸噪聲計算方法及其降噪的研究.pdf

1、輪胎噪聲是評價輪胎性能的重要指標(biāo)之一,相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)要求也促使輪胎噪聲研究和控制的發(fā)展。研究表明,當(dāng)車速高于70km/h時,泵吸噪聲成為輪胎噪聲的主要噪聲源。其復(fù)雜的物理過程和發(fā)聲機理是非常棘手的問題,對此國內(nèi)外輪胎研究者一直致力于泵吸噪聲合理模型的建立及預(yù)測。
　　 以往的研究主要集中于將泵吸噪聲簡化為聲極子源,并結(jié)合試驗數(shù)據(jù)建立半經(jīng)驗數(shù)學(xué)模型。這種簡化難以描述清楚泵吸噪聲的形成過程和發(fā)聲機理。結(jié)合輪胎在運動過程中花紋溝槽變

2、形對空氣的擾動,可以將泵吸噪聲歸類于氣動噪聲的范疇。本文以氣動噪聲分析為手段,針對205/50R16子午線輪胎,建立了具有橫向花紋溝槽的有限元模型,利用Abaqus有限元軟件,進行瞬態(tài)滾動分析,得到單個橫溝的體積變化,將其導(dǎo)入流體軟件:Fluent中,利用計算流體力學(xué)方法,分析泵吸過程中溝槽內(nèi)部及其附近的流場變化情況,根據(jù)Lighthill聲學(xué)類比理論預(yù)測出了泵吸噪聲,結(jié)合試驗從頻率變化趨勢的角度,驗證了模型的正確性。該方法可以應(yīng)用于不

3、同花紋形式的泵吸噪聲大小的對比,可以輔助輪胎低噪聲花紋的設(shè)計。
　　 為了更進一步解釋流場與聲場之間的關(guān)系,本文基于渦聲理論驗證了流場渦量變化與噪聲之間的關(guān)系,通過建立迎風(fēng)、逆風(fēng)走向的橫向花紋溝槽CFD模型,分析泵吸過程中渦量變化特性及噪聲大小,對比試驗結(jié)果,確立了以引入外部來流干擾溝槽內(nèi)部流場為手段的降噪思路。為了使輪胎其他性能不受影響,本文針對橫向花紋溝槽建立了能夠引入外部來流能量尺寸較小的旁支管結(jié)構(gòu),降低了流場中的渦量變化