【摘要】：隨著汽車性能的不斷提高,乘坐舒適性越來越受到人們的重視。汽車NVH特性作為評價乘坐舒適性的重要指標,也越來越多地引起汽車廠商和研究人員的關(guān)注。車內(nèi)低頻噪聲主要來源于車身結(jié)構(gòu)的振動,因此分析車身結(jié)構(gòu)振動特性和有效控制低頻噪聲顯得格外重要。本文為了有效控制車內(nèi)低頻噪聲,結(jié)合產(chǎn)學研合作項目,以某轎車為研究對象,對轎車車身聲固耦合系統(tǒng)進行了頻率響應分析,研究了阻尼復合結(jié)構(gòu)的振動特性,通過模態(tài)應變能方法確定阻尼層敷設位置及區(qū)域,最后通過多目標優(yōu)化來有效降低車內(nèi)低頻噪聲。首先,建立了某轎車車身的有限元模型,并進行了結(jié)構(gòu)模態(tài)分析,在此基礎之上建立了封閉車身的有限元模型,并與試驗對比確定了模型的有效性。此外還構(gòu)建了聲腔有限元模型并進行了模態(tài)分析,將封閉車身有限元模型與聲腔有限元模型進行耦合,最終建立了車身聲固耦合模型。在不同典型工況下對車身進行了頻率響應分析,并對駕駛員及后排右側(cè)乘員耳右旁聲壓級響應進行了仿真結(jié)果與試驗結(jié)果的對比,從而驗證了所建模型的有效性。其次,論述了阻尼復合結(jié)構(gòu)的動力學特性分析方法,分別對自由阻尼結(jié)構(gòu)和約束阻尼結(jié)構(gòu)的有限元建模方法進行了討論,并研究了不同阻尼結(jié)構(gòu)參數(shù)對結(jié)構(gòu)振動特性的影響,對比了兩種阻尼結(jié)構(gòu)的耗能效果。通過計算車身關(guān)鍵板件的模態(tài)應變能,提取模態(tài)應變能較大的區(qū)域進行阻尼結(jié)構(gòu)的敷設,對比了新方案與原方案車內(nèi)噪聲控制情況,證明了基于模態(tài)應變能敷設阻尼結(jié)構(gòu)的方案是有效和可行的。最后,為了確定車身關(guān)鍵板件敷設阻尼復合結(jié)構(gòu)的最佳厚度,通過拉丁超立方試驗設計方法,建立了阻尼厚度與駕駛員右耳旁聲壓級響應均方根值和敷設阻尼質(zhì)量的近似模型,分析比較了近似響應面模型、Kriging模型和徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡模型的預測精度,基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡近似模型通過遺傳算法進行了車內(nèi)噪聲多目標優(yōu)化,根據(jù)優(yōu)化結(jié)果對車身結(jié)構(gòu)進行阻尼結(jié)構(gòu)的敷設,并在不同工況下對優(yōu)化前后車內(nèi)駕駛員右耳旁聲壓級響應優(yōu)化前后進行了對比,對比結(jié)果表明了車內(nèi)低頻噪聲都有所降低,有效地改善了車內(nèi)噪聲環(huán)境。
[Abstract]:With the improvement of automobile performance, people pay more and more attention to ride comfort. As an important index to evaluate ride comfort, automobile NVH characteristics have attracted more and more attention from automobile manufacturers and researchers. The low frequency noise in the vehicle mainly comes from the vibration of the body structure, so it is very important to analyze the vibration characteristics of the body structure and to control the low frequency noise effectively. In this paper, in order to effectively control the low frequency noise in the car body, the frequency response of the acousto-solid coupling system of the car body is analyzed, and the vibration characteristics of the damping composite structure are studied. The location and area of damping layer are determined by modal strain energy method, and the low frequency noise is effectively reduced by multi-objective optimization. Firstly, the finite element model of a car body is established, and the structural modal analysis is carried out. On the basis of this, the finite element model of the closed body is established, and the validity of the model is determined by comparing with the experiment. In addition, the sound cavity finite element model is constructed and modal analysis is carried out. The closed body finite element model is coupled with the sound cavity finite element model, and finally the body acoustic structure coupling model is established. The frequency response of the car body is analyzed under different typical working conditions, and the simulation results of the sound pressure level response of the driver and the right ear of the rear row crew are compared with the experimental results, which verifies the validity of the proposed model. Secondly, the dynamic characteristic analysis method of damping composite structure is discussed, the finite element modeling method of free damping structure and constrained damping structure is discussed, and the influence of different damping structure parameters on structural vibration characteristics is studied. The energy dissipation effects of two damping structures are compared. By calculating the modal strain energy of the key parts of the body, the damping structure is laid in the area where the modal strain energy is high, and the noise control situation of the new scheme is compared with that of the original scheme. It is proved that the scheme based on modal strain energy is effective and feasible. Finally, in order to determine the optimum thickness of damped composite structure, an approximate model of damping thickness, RMS value and damping mass of driver's right ear sound pressure level response is established by using Latin hypercube design method. The prediction accuracy of the approximate response surface model, the Kriging model and the radial basis function neural network model are analyzed and compared. Based on the radial basis function neural network approximation model, the vehicle interior noise multi-objective optimization is carried out by genetic algorithm. According to the optimization results, the damping structure of the body structure is laid, and the sound pressure level response of the driver's right ear is compared before and after the optimization under different working conditions. The comparison results show that the low frequency noise in the vehicle has been reduced. The noise environment in the vehicle is improved effectively.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.82

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本文編號：2419222