基于響應面法的商用車駕駛室結(jié)構(gòu)噪聲分析與優(yōu)化.pdf

1、汽車NVH性能是影響汽車舒適性的一個重要因素，現(xiàn)已成為評價汽車設計及制造質(zhì)量的重要指標之一。由于商用車行駛工況非常惡劣，工作環(huán)境復雜多變。在受到各種激勵的作用時駕駛室板件結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生振動并向車室內(nèi)輻射噪聲，降低了整車的乘坐舒適性，容易造成駕駛員身體感覺不適，嚴重時甚至會引起交通事故。降低駕駛室內(nèi)噪聲水平是改善整車乘坐舒適性的重要手段之一，它不僅可以提高汽車的市場競爭力，還能夠產(chǎn)生重要的經(jīng)濟和社會效益。
　　本文在長沙市科技計劃重大專

2、項“汽車輕量化關(guān)鍵技術(shù)研究及其產(chǎn)業(yè)化（項目編號:K1306007-11-1）”資助下，以一款商用車駕駛室為研究對象，利用有限元方法和聲學CAE技術(shù)對該駕駛室結(jié)構(gòu)振動特性以及駕駛室內(nèi)噪聲水平進行分析。通過計算得出前懸置激勵點至駕駛室內(nèi)參考點（駕駛員右耳旁）的噪聲傳遞函數(shù);對包圍聲腔的主要板件進行聲學貢獻量分析，得出對駕駛室內(nèi)結(jié)構(gòu)噪聲貢獻較大的板件;將這些板件的厚度值作為優(yōu)化設計中的變量，建立駕駛室內(nèi)參考點聲壓級最大值極小化的車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化響

3、應面近似模型，使用遺傳算法對該近似模型進行優(yōu)化，在滿足約束條件的前提下，通過優(yōu)化車身板件結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了降低駕駛室內(nèi)結(jié)構(gòu)噪聲的目的。
　　本文主要研究內(nèi)容如下
　　(1)利用UG軟件抽取駕駛室各板件中面，將中面模型導入Hypermesh軟件后劃分有限元網(wǎng)格，建立駕駛室有限元模型;用Virtual.lab軟件建立駕駛室聲腔有限元模型;聯(lián)合兩個模型得到駕駛室結(jié)構(gòu)-聲腔耦合系統(tǒng)有限元模型;運用Nastran軟件對駕駛室結(jié)構(gòu)和聲腔進行模態(tài)

4、分析，獲得結(jié)構(gòu)和聲腔的固有頻率以及駕駛室內(nèi)聲壓分布情況。
　　(2)在駕駛室左右前懸置點施加激勵，通過Nastran軟件計算得到駕駛室內(nèi)參考點（駕駛員右耳旁）的聲壓響應，確定了峰值聲壓及其頻率，得到了駕駛室內(nèi)結(jié)構(gòu)噪聲響應情況，為后續(xù)對駕駛室結(jié)構(gòu)噪聲優(yōu)化提供指導。
　　(3)對包圍駕駛室聲腔的主要板件進行聲學貢獻分析，得到對駕駛室內(nèi)結(jié)構(gòu)噪聲影響較大的板件，將這些板件的厚度值作為后續(xù)優(yōu)化設計中的變量，通過優(yōu)化板件結(jié)構(gòu)達到降低駕駛

5、室內(nèi)結(jié)構(gòu)噪聲的目的。
　　(4)為降低駕駛室內(nèi)結(jié)構(gòu)噪聲，以駕駛室內(nèi)參考點（駕駛員右耳旁）聲壓級最大值極小為優(yōu)化目標，以聲學貢獻量較大板件的厚度值為設計變量，以優(yōu)化后整車質(zhì)量比優(yōu)化前不增加為約束條件，基于響應面方法構(gòu)建了該優(yōu)化問題的二階多項式近似模型，使用遺傳算法對該近似模型優(yōu)化，通過優(yōu)化找到一組板件厚度值，使得駕駛員右耳旁聲壓級最大值極小。為了更直觀的掌握優(yōu)化后的駕駛室內(nèi)結(jié)構(gòu)噪聲水平，將優(yōu)化前后駕駛員右耳旁的聲壓級響應進行對比分析