基于SEA方法的轿车车内噪声分析与控制研究

论文摘要

以国产某轿车为研究对象,建立了车身结构的三维数字模型;根据模态相似原则,分析轿车车身结构特点,确定其子系统的划分方式,建立整车SEA模型;以试验和仿真分析相结合的方法,确定了轿车SEA模型及其子系统的各项基本参数;用CFD方法经仿真分析得到轿车匀速高速行驶时车身表面气动压力,以及该车各种运行工况下外界激励的输入功率;分析了车内声腔的平均噪声响应;并通过实车试验验证了所建SEA模型及仿真分析结果的正确性。在此基础上,利用经试验验证了的轿车SEA模型,进一步分析确定对驾驶员头部声腔噪声贡献比较敏感的车身板件;基于这些敏感板件,提出了有针对性地降低驾驶员头部声腔噪声的措施;仿真分析预测了不同降噪措施对车内噪声的影响;提出了噪声控制的降噪效率的概念,通过综合比较分析,找出了最有效的降低驾驶员头部声腔声压级的噪声控制方法;并通过实车试验验证了优选噪声控制方案能够取得有效降低车内噪声的效果。研究表明,应用SEA方法,针对车内中高频噪声的目标频率范围,采用正确的噪声控制措施,能够有效地控制并改善车内驾驶员头部声腔的声学性能。探索了一种适用于轿车早期开发阶段及对已有车型改进时应用SEA方法进行车内声学设计的方法。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 SEA 方法研究进展
• 1.3 SEA 方法在汽车噪声控制中的应用
• 1.4 研究方法
• 1.5 论文的主要研究内容
• 第2章 SEA 的基本理论
• 2.1 SEA 的含义
• 2.2 子系统的概念
• 2.3 SEA 方法的基本假设和适用范围
• 2.4 子系统之间的功率流及其平衡方程
• 2.5 本章小结
• 第3章 轿车SEA 模型的建立
• 3.1 轿车三维数字模型的建立
• 3.2 轿车SEA 模型子系统的划分
• 3.3 轿车SEA 模型子系统的连接
• 3.4 轿车SEA 模型子系统物理属性的定义
• 3.5 轿车SEA 模型的输入与功率流传递
• 3.6 本章小结
• 第4章 轿车SEA 模型基本参数的确定
• 4.1 子系统的模态密度
• 4.1.1 一维梁横向振动模态密度
• 4.1.2 二维平板的模态密度
• 4.1.3 复杂子系统的模态密度
• 4.1.4 声腔的模态密度
• 4.2 子系统的内损耗因子
• 4.2.1 机械结构内损耗因子
• 4.2.2 涂有阻尼层的结构损耗因子
• 4.2.3 声腔内损耗因子
• 4.2.4 声腔混响时间试验及声腔内损耗因子计算
• 4.3 子系统间的耦合损耗因子
• 4.3.1 结构间的耦合损耗因子
• 4.3.2 结构与声腔间的耦合损耗因子
• 4.3.3 声腔间的耦合损耗因子
• 4.4 本章小结
• 第5章 轿车SEA 模型输入功率的确定
• 5.1 输入功率类型
• 5.1.1 点源输入功率
• 5.1.2 线源输入功率
• 5.1.3 面源输入功率
• 5.2 动力总成悬置点处振动输入和发动机舱声压的测量
• 5.3 车身与悬架连接处的输入
• 5.4 车身表面气动压力输入
• 5.4.1 模型计算域的确定及网格的划分
• 5.4.2 轿车外流场物理模型
• 5.4.3 计算条件和边界条件设置
• 5.4.4 数值仿真计算
• 5.5 本章小节
• 第6章 轿车车内噪声的SEA 仿真计算与分析
• 6.1 系统平均动力响应的计算方法
• 6.2 车内噪声SEA 仿真计算与试验
• 6.2.1 驾驶员耳旁声压试验数据处理
• 6.2.2 车内声腔SEA 仿真计算
• 6.3 子系统对车内声腔的声学贡献分析
• 6.4 本章小节
• 第7章 轿车车内噪声控制分析与应用
• 7.1 车内噪声控制方法
• 7.1.1 被动控制
• 7.1.2 主动控制
• 7.2 噪声控制的降噪效率
• 7.3 控制措施
• 7.3.1 噪声控制材料的选取
• 7.3.2 改善敏感板件的吸声性能
• 7.3.3 增加车身板件阻尼
• 7.3.4 提高敏感板件的吸声性能和阻尼
• 7.4 降噪效果的综合分析评价
• 7.4.1 控制方案汇总
• 7.4.2 控制方案总结
• 7.5 噪声控制方案的试验验证
• 7.6 本章小节
• 第8章 全文总结
• 8.1 研究工作结论
• 8.2 创新点
• 8.3 展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的学术论文及参加的科研项目
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT