柴油轿车车内低频噪声特性研究

论文摘要

随着汽车工业的飞速发展以及人们对节能和环保的要求,车辆朝着高速化、轻量化方向发展,使得汽车噪声、振动与舒适性（NVH）问题凸现出来,质量轻量化是增大汽车车身结构低频振动和车辆内部噪声,特别是低频低沉轰鸣噪声的原因。作为轿车的一个重要发展趋势,柴油轿车的NVH问题更加突出。本文以某国产柴油轿车为研究对象,并应用数值模拟与实验相结合的方法来研究该轿车的车内低频噪声特性,在数值模拟过程中充分考虑了车身结构与车内空气的相互作用,使模拟结果更加接近实际情况。首先在对轿车白车身模型进行实验模态分析的基础上,建立了轿车车身结构有限元模型,对该轿车的乘坐室由建立了空腔声学三维有限元模型与该车的车身板件-乘坐室空腔三维声耦合模型,并分别对以上各模型进行模态分析,通过白车身有限元模型模态与实验模态结果对比分析,验证了模型的正确性。然后利用多体动力学软件ADAMS建立该轿车多体动力学模型,提取发动机和路面对车身的激励力,应用结构及声场动态分析技术,对该车车身结构-乘坐室空腔声固耦合系统的动态特性给于了细致研究,并在此基础上分析了耦合系统的乘坐室声学响应,并与实车路面测试结果进行了对比,结果显示：随发动机转速升高时测试车辆乘坐室内的噪声值也有所增大,低速时车内噪声峰值较多,但幅值变化较小,高速时车内噪声水平明显升高,噪声峰值主要集中在几个频率点处。通过车内噪声测量值与计算值的对比可以看出,在较低频段两者符合较好,在较高频段两者相差较大。对车身板件振动声学贡献分析获得如下结果：后围板、地板中部、衣帽架板为主要正贡献板件,是该车车内噪声的主要声学贡献来源；最后针对板件贡献分析中对车内噪声较大的衣帽架板、后围板和中地板,对其中振动较剧烈的部位通过优化加强筋来增加局部刚度,优化后的分析结果表明：衣帽架板、后围板和中地板的优化效果较好,加强肋布置合理,能够较好的降低板件的振动幅度,达到降低车内噪声的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究的背景与意义
• 1.2.1 研究的背景
• 1.2.2 柴油轿车
• 1.3 国内与国外车内噪声研究概论
• 1.3.1 国外研究情况概述
• 1.3.2 国内研究情况概述
• 1.4 本文研究的主要内容与方法
• 第二章 模态分析理论与实验
• 2.1 模态理论简介
• 2.1.1 固有频率和振型
• 2.1.2 振型叠加法和剩余柔度
• 2.1.3 振型识别与模态动能
• 2.2 白车身模态分析
• 2.2.1 试验模态分析
• 2.2.1.1 试验系统的搭建
• 2.2.1.2 测试方案
• 2.2.1.3 试验过程
• 2.2.2 有限元模型建立
• 2.2.3 白车身有限元模态分析
• 2.2.4 整个车身结构模态分析
• 2.2.5 声学模态的有限元分析
• 2.2.5.1 乘坐室空腔声场有限元模型的建立
• 2.2.5.2 无座椅乘坐室空腔声学模型模态分析
• 2.2.5.3 有座椅乘坐室三维声学模型模态分析
• 2.3 小结
• 第三章 乘坐室空腔声固耦合动态响应分析
• 3.1 车内噪声实验测试
• 3.2 车身激励载荷的提取
• 3.2.1 发动机悬置激励载荷
• 3.2.2 悬架激励载荷
• 3.3 车内声场响应分析
• 3.4 模态参与理论
• 3.5 本章小结
• 第四章 车身板件贡献量分析
• 4.1 引言
• 4.2 板件声学贡献量分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 车身板件形貌优化
• 5.1 板件冲压加强筋形貌优化
• 5.1.1 优化方法及目标
• 5.1.2 车身板件加强肋优化
• 5.2 车身板件优化前后对比分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 学习期间参与的项目和发表的论文