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轿车车内噪声仿真分析及优化

作　者: 张兴超
导　师: 曹建国
学　校: 重庆理工大学
专　业: 车辆工程
关键词: 模态结构—声学耦合声学特性声学响应声学贡献
分类号: TB533.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 157次
引　用: 2次
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内容摘要

运用声学有限元法对车内噪声进行仿真分析、预测与控制,是目前汽车低频噪声设计的一项重要热点研究内容,目前国内在该领域的研究尚不成熟,成功应用实例较少。论文结合某轿车新产品的开发,对车内噪声进行了分析预测和控制研究,为该车低频噪声设计提供理论支持,提高了其车内噪声品质,并尝试探索出一套完善的车内噪声预测分析与控制方法,为轿车的低频噪声研究提供有力的指导。论文首先建立了该轿车白车身有限元模型、整车有限元模型、声腔的声学有限元模型以及结构—声学耦合系统的有限元模型,利用结构有限元动态分析技术,对轿车白车身有限元模型进行了动态特性分析,同时对轿车的白车身进行了模态试验分析,试验结果与仿真分析结果对比表明:它们的误差在允许范围内,从而保证了所建有限元模型与车身实际结构动力学特性相符,也验证了所建立的模型的正确性;然后论文中应用声学有限元理论和软件,对声学有限元模型进行了声学特征分析,对结构—声学耦合系统的有限元模型进行了动态特性分析;在此基础上,分析了整车结构—声学耦合系统在发动机激励下汽车乘坐室的声学响应和汽车车身各个壁板的声学贡献,成功实现了对车内噪声的预测和仿真;最后,根据汽车车身各个壁板声学贡献的分析结果,对车身结构进行了优化设计。对比优化设计前后的结果表明各个测点的声压级均有所降低,改善了该车车内噪声品质,证明了优化设计后的结构对该车车内噪声控制的有效性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 汽车车内噪声  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-12
  1.3 汽车噪声控制的基本流程  12-13
  1.4 课题来源及论文主要内容  13-15
2 汽车车身结构模态分析  15-31
  2.1 汽车结构模态分析的有限元法  15-16
  2.2 白车身结构模态分析  16-20
    2.2.1 白车身有限元模型的建立  16-18
    2.2.2 白车身模态分析结果  18-20
  2.3 白车身模态试验  20-25
    2.3.1 试验原理  20-21
    2.3.2 激振方法的选择  21-22
    2.3.3 激振位置与测点分布  22
    2.3.4 试验仪器、设备及其连接  22-25
  2.4 模态分析结果与有限元分析结果比较  25-27
    2.4.1 固有频率的比较  25
    2.4.2 各阶振型的对比  25-27
  2.5 整车车身结构的模态分析  27-30
    2.5.1 整车车身有限元模型的建立  27
    2.5.2 整车车身结构模态分析结果  27-30
  2.6 小结  30-31
3 汽车乘坐室声学模态分析  31-44
  3.1 汽车乘坐室声学模态分析预测和工程意义  31
  3.2 声学流体基础  31-35
    3.2.1 无衰减声波的控制方程  31-34
    3.2.2 衰减声波的有限单元分析  34-35
    3.2.3 声学模态分析的有限元法  35
  3.3 汽车乘坐室声学模态分析  35-39
    3.3.1 汽车乘坐室声场有限元模型的建立  35-36
    3.3.2 汽车乘坐室声场有限元分析计算与结果  36-39
  3.4 车身结构—车乘坐室声场结构声耦合模态分析  39-42
    3.4.1 结构—声学耦合方程  39-40
    3.4.2 耦合模型的建立  40-41
    3.4.3 耦合模态分析结果  41-42
  3.5 小结  42-44
4 汽车车内噪声仿真分析  44-52
  4.1 频率响应分析概述  44-45
    4.1.1 频率响应分析  44
    4.1.2 频率响应分析方法  44-45
  4.2 边界条件的确定  45-48
  4.3 声学响应结果分析  48-51
  4.4 小结  51-52
5 声学贡献分析  52-61
  5.1 结构振动声学贡献分析理论  52-53
  5.2 结构振动对车内噪声的声学贡献试验方法  53-55
  5.3 结构振动对车内噪声的声学贡献计算机模拟  55-57
  5.4 轿车结构振动声学贡献的模拟分析  57-60
  5.5 小结  60-61
6 轿车车内声场的结构优化设计  61-67
  6.1 汽车车内噪声的影响因素以及噪声控制的发展动态  61-62
  6.2 汽车的结构低频噪声控制研究  62-65
    6.2.1 前地板的改进措施及改进效果评价  62-63
    6.2.2 后地板的改进措施及改进效果评价  63-64
    6.2.3 顶棚的改进措施及改进效果评价  64-65
  6.3 小结  65-67
7 总结与展望  67-69
致谢  69-70
参考文献  70-72
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果  72

轿车车内噪声仿真分析及优化

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