轿车轮胎噪声仿真和测试技术的研究

论文摘要

随着社会的发展和人们生活水平的提高,人们对环境的舒适度有了更高的要求,而噪声污染特别是交通噪声严重影响着人们的日常生活。研究表明,当汽车行驶速度超过70km/h时,轮胎花纹产生的噪声成为车辆噪声的主要组成部分。因此,控制轮胎花纹噪声、设计低噪轮胎花纹日益成为现代社会和轮胎厂家的迫切需求。经过我校轮胎项目组和几家轮胎生产厂家的共同努力,已研发了《轿车轮胎胎花纹仿真分析与智能优化系统》(TNS/ODS),通过对胎花纹的仿真分析和选优,在设计低噪胎花纹方面取得了令人满意的成绩。但杭州中策橡胶集团在使用软件的过程中遇到了一些问题,例如花纹节距序列优化后无法得知序列的总声级,软件界面的操作性也有待提高等；杭州中策双功能消声室在进行轮胎噪声测试时也出现数据重复性不高的问题。本课题对上述的问题都做了细致的解答。本文首先介绍了轮胎噪声的研究背景及其意义,阐明了研究低噪胎的重要性,接着系统的论述了轮胎的结构特点、轮胎噪声、轮胎花纹噪声的发声机理、数学模型和计算机仿真分析方法,这是设计低噪胎花纹的理论前提和研发仿真优化软件的基础。其后根据厂方提出的软件使用中的问题对软件进行了升级,使软件优化结果更精确、软件易操作性更强。最后简要介绍了轮胎噪声测试的三种方法、轮胎噪声谱的分析与研究,并对杭州中策双功能消声室在使用中的一些问题提出了改进方法。本文的难点是升级TNS/ODS软件。通过分析轮胎噪声仿真数据和实测数据,在软件中加入了轮胎材质性能对轮胎噪声的影响,经过噪声试验,软件仿真的轮胎噪声与实际值更加接近。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.1.1 噪声的产生和危害
• 1.1.2 课题来源及研究意义
• 1.2 轮胎花纹噪声研究发展与现状
• 1.3 前期研究成果
• 1.4 本课题的主要研究工作
• 第2章 轿车轮胎花纹噪声及其发声机理
• 2.1 轮胎概述
• 2.1.1 轮胎定义与结构
• 2.1.1.1 标准中轮胎的定义和分类
• 2.1.1.2 轮胎的结构类型
• 2.1.1.3 全钢丝子午线轮胎与半钢丝子午线轮胎
• 2.1.1.4 轮胎胎而花纹的分类和用途
• 2.1.2 轿车胎和载重、轻卡胎区别
• 2.2 轮胎噪声与轮胎花纹噪声
• 2.3 轮胎花纹噪声的发声机理
• 2.3.1 花纹块噪声
• 2.3.2 花纹槽的泵浦噪声
• 2.3.3 沟槽内气柱共鸣噪声
• 2.3.4 随机沙声
• 2.3.5 花纹块离地时粘吸噪声
• 2.3.6 喇叭筒效应
• 2.4 轮胎花纹噪声仿真模型和计算机仿真
• 2.4.1 建立仿真模型
• 2.4.2 轮胎花纹噪声计算机仿真
• 第3章 轿车轮胎计算机仿真软件的改进
• 3.1 轮胎胎纹参数输入节距数显示
• 3.2 轮胎花纹节距线的显示
• 3.3 胎痕长度在软件显示上的修改
• 3.4 在M曲线优化后显示各曲线的分贝数
• 3.5 对载入轮胎花纹图片进行放大和缩小
• 3.6 轮胎材料性能对轮胎噪声的影响
• 第4章 室内外轮胎噪声测试方法及消声室改进
• 4.1 室内轮胎噪声测量
• 4.1.1 测量仪器设备
• 4.1.2 测量条件和方法
• 4.1.3 噪声测试分析
• 4.1.3.1 轮胎噪声不同位置测试分析
• 4.1.3.2 轮胎花纹噪声在不同高度测试比较分析
• 4.2 室外轮胎噪声测试方法
• 4.2.1 滑行法
• 4.2.2 拖车法
• 4.2.3 两种方法的优缺点
• 4.3 轮胎噪声谱的分析与研究
• 4.3.1 实测胎噪声谱与仿真胎噪声谱相关性研究
• 4.3.2 实测胎噪声谱与仿真胎噪声谱的分析方法
• 4.4 杭州中策双功能消声室的改进
• 第5章 轮胎噪声总结及展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢