基于傳遞路徑分析方法的車內(nèi)低頻結(jié)構(gòu)噪聲識(shí)別與控制.pdf

1、車內(nèi)噪聲是車輛NVH性能的主要指標(biāo)之一，直接決定著整車的性能品質(zhì)和車型的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，而車內(nèi)低頻結(jié)構(gòu)噪聲形成機(jī)理復(fù)雜，其不僅與車身及車內(nèi)空腔的動(dòng)力學(xué)特性有關(guān)，兩者的相互作用也對(duì)車內(nèi)低頻結(jié)構(gòu)噪聲有著極為重要的影響。因此，面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和不斷加快的車型開發(fā)趨勢(shì)，如何快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)車內(nèi)低頻結(jié)構(gòu)噪聲的有效識(shí)別和控制是汽車研發(fā)領(lǐng)域面臨的重要研究課題之一。本文以建立一套車內(nèi)低頻結(jié)構(gòu)噪聲快速識(shí)別和有效控制的技術(shù)流程為目的，開展車內(nèi)低頻結(jié)構(gòu)噪聲生成

2、機(jī)理及其控制策略的基本理論及關(guān)鍵技術(shù)研究，提出多種優(yōu)化及改進(jìn)方法。
　　為了實(shí)現(xiàn)車內(nèi)噪聲的結(jié)構(gòu)路徑和空氣路徑的同步分析，完成車內(nèi)低頻結(jié)構(gòu)噪聲的快速識(shí)別，本文以實(shí)際開發(fā)的某款車型為研究對(duì)象，基于OPAX法分析原理建立了包括結(jié)構(gòu)和空氣路徑的車內(nèi)噪聲全路徑模型，同時(shí)識(shí)別了激勵(lì)力和聲學(xué)載荷，并通過(guò)單一源求逆法驗(yàn)證了載荷識(shí)別結(jié)果的可靠性。結(jié)果表明：發(fā)動(dòng)機(jī)1600rpm工況車內(nèi)噪聲過(guò)大主要由排氣噪聲的空氣路徑引起，而2700rpm工況車內(nèi)噪聲

3、主要由左懸置X向與吊耳1的Z向等結(jié)構(gòu)路徑引起，對(duì)其噪聲控制應(yīng)從內(nèi)飾車身的傳遞路徑方面考慮，而控制結(jié)構(gòu)激勵(lì)載荷的效果將不明顯，最終為發(fā)動(dòng)機(jī)2700rpm工況的結(jié)構(gòu)噪聲控制指明了方向。
　　為了獲得更真實(shí)、可靠的白車身動(dòng)力學(xué)仿真模型，本文改進(jìn)了車身動(dòng)力學(xué)仿真模型的建模方法，建立了一套仿真模型與試驗(yàn)數(shù)據(jù)相互指導(dǎo)的方法，即仿真模型分析數(shù)據(jù)指導(dǎo)試驗(yàn)?zāi)B(tài)測(cè)試，反過(guò)來(lái)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析結(jié)果優(yōu)化仿真模型。以實(shí)際樣車為研究對(duì)象，基于仿真動(dòng)力學(xué)模型，采用改

4、進(jìn)的有效獨(dú)立模態(tài)平均加速度振型加權(quán)法指導(dǎo)試驗(yàn)?zāi)B(tài)測(cè)試，不僅保證模態(tài)振型的獨(dú)立性而且考慮了不同模態(tài)振型的區(qū)別，高效地獲得可信的試驗(yàn)?zāi)B(tài)數(shù)據(jù)，同時(shí)利用模態(tài)置信度貢獻(xiàn)量分析方法及靈敏度分析方法確定了仿真模型的優(yōu)化位置和參數(shù)。結(jié)果表明：優(yōu)化后仿真模型的一階扭轉(zhuǎn)和一階彎曲模態(tài)均滿足模態(tài)頻率誤差低于5％，模態(tài)置信貢獻(xiàn)度大于0.8的要求，即優(yōu)化后的仿真模型與試驗(yàn)結(jié)果具有更接近的模態(tài)頻率和更高的模態(tài)振型一致性，建立了更準(zhǔn)確的車身動(dòng)力學(xué)仿真模型。

5、　　為了建立更準(zhǔn)確的內(nèi)飾車身聲-固耦合動(dòng)力學(xué)模型，本文分析了車內(nèi)空腔動(dòng)力學(xué)特性，基于已優(yōu)化的車身仿真動(dòng)力學(xué)模型，采用耦合面映射技術(shù)建立了車身的聲-固耦合模型，并結(jié)合試驗(yàn)識(shí)別的載荷搭建了整車的聲-固耦合混合模型，依據(jù)模態(tài)疊加法完成了混合模型的車內(nèi)噪聲預(yù)測(cè)。結(jié)果表明：在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速和2700rpm兩個(gè)工況，試驗(yàn)與預(yù)測(cè)的車內(nèi)聲壓級(jí)在頻域上趨勢(shì)相同，集中主要能量的二階和四階頻率上兩者尤為接近，從而驗(yàn)證了預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和模型的可靠性。
　　

6、針對(duì)車身黏貼阻尼材料位置的優(yōu)化問(wèn)題，本文改進(jìn)了面板貢獻(xiàn)量分析方法，提出了多工況多場(chǎng)點(diǎn)多頻率的面板貢獻(xiàn)量系數(shù)，避免傳統(tǒng)的分析方法可能對(duì)不同工況、場(chǎng)點(diǎn)和頻率的聲壓產(chǎn)生的不良影響。以實(shí)際樣車的兩種工況、兩個(gè)場(chǎng)點(diǎn)的四個(gè)主要頻率為控制目標(biāo)，根據(jù)工況和場(chǎng)點(diǎn)的重要性不同賦予不同的權(quán)重因子，最終得到了綜合考慮工況、場(chǎng)點(diǎn)和頻率的綜合面板貢獻(xiàn)度，確定了車身黏貼阻尼的位置。針對(duì)車身黏貼阻尼材料位置的優(yōu)化問(wèn)題，本文又提出了模態(tài)應(yīng)變能加權(quán)平均法，從而考慮了不同階

7、次模態(tài)振型對(duì)車內(nèi)噪聲的影響，通過(guò)對(duì)實(shí)際開發(fā)樣車在關(guān)心頻帶內(nèi)的兩個(gè)全局模態(tài)和五個(gè)局部模態(tài)的模態(tài)應(yīng)變能分析，給出了阻尼材料的黏貼位置。進(jìn)一步對(duì)比了改進(jìn)面板貢獻(xiàn)量分析方法與模態(tài)應(yīng)變能加權(quán)平均法的分析原理和結(jié)果，最終給出了以改進(jìn)的面板聲學(xué)貢獻(xiàn)量分析法為主，模態(tài)應(yīng)變能加權(quán)平均法為參考，綜合設(shè)計(jì)阻尼材料黏貼位置的方法，最終確定了實(shí)際樣車的阻尼材料黏貼位置為：左前地板、右前地板、左中地板、右中地板、通道梁局部、后地板及后備箱地板區(qū)域。
　　最后