基于有限元法和边界元法的轻量化车身声学分析

应用计算机辅助工程分析技术对一更换材料和板厚的轻量化七座客车进行声学分析.在计算声压响应时,应用有限元法进行了车身结构的频率响应分析,将计算所得的结构壁板速度响应作为内部声腔的边界条件,采用边界元法计算乘员室内部的声响应.由于整车结构优化的复杂性和汽车轻量化的要求,只对高出原结构声压响应的声压峰值进行了壁板贡献度分析,确定了贡献度最大的板,使后续的结构优化更有针对性.     

基于壁板声学贡献分析的轿车乘员室声场降噪研究

提出了一种轿车乘员室声场整体声学特性的改善方法.对现有的壁板声学贡献分析方法进行改进,采用了新的参数"声学贡献和"与"声场总贡献"来分析和衡量车身板件对乘员室声压响应的声学贡献,建立了针对多场点多响应峰值的乘员室声场降噪的方法,并以某型轿车为例详细阐述了该方法的使用情况,确定出车身板件上最佳的阻尼层贴附位置.结果表明,所提出的方法不仅使得乘员室声场取得了显著的降噪效果,而且明显降低了用于减振降噪的附加质量的使用量,有利于车身轻量化.     

弹性长方体封闭结构腔声辐射建模与分析

基于Dowell的结构-声耦合理论、瑞利积分和声波透射理论,由各阶声压模态对应的声压振幅响应和各阶板模态对应的速度振幅响应公式推导出了由6块四边简支弹性板构成的封闭矩形腔外的辐射和透射声场解析解.在此基础上论述了声场的物理特性,并指出腔体外的声场主要为辐射声场.为进一步验证结果的正确性,运用有限元法计算腔体内的声模态和弹性板的振动模态及其耦合系数,结合边界元法计算出腔体外的声压响应,并将此数值仿真结果与解析结果进行比较,验证了理论推导的正确性.     

方形平板辐射体轴向声压计算及测试

选择方形平板辐射体节线外侧为等腰直角三角形振动面的响应振型为工作模态,推导了一种计算方形平板辐射体轴向声压的数值方法.以算例中不同几何尺寸方形平板辐射体为例,分别计算了其轴向声压的分布规律.计算结果表明:不同几何尺寸方形平板辐射体在其近场区域,声压随距离的增大均有较大的起伏变化,在远场区域声压随距离的增加缓慢衰减.最后,对算例中的2#方形平板辐射体的受迫振动响应振型及轴向声压进行了实验测试,测试结果与理论计算结果基本一致.     

吸能式转向系统在正面碰撞中运动响应模拟

通过非线性结构有限元方法 ,研究安装于某车型上的套筒式吸能转向系统在汽车正面碰撞过程中的响应及对乘员的保护作用 .建立了套筒式吸能转向系统的几何数学模型、解析数学模型以及计算模型 ,应用PAM -CRASH软件计算分析了该转向系统在胸块撞击下的受力情况 ,并与其台架试验结果进行比较 .满足一定精度后 ,将该套筒式吸能转向系统模型安装于整车计算模型 ,进行正面碰撞的模拟 ,以研究该套筒式吸能转向系统在汽车正面碰撞过程中的响应及其对乘员伤害的影响     

汽车内儿童乘员致伤原因研究方法

基于平均加速度理论,采用PC-Crash与MADYMO软件建立了典型儿童乘员交通事故的模型,通过耦合计算获得儿童假人的动态响应和伤害程度,结合尸检报告定性分析了儿童乘员的致伤机理.     

基于支持向量机响应面的车身部件声特性优化

针对车身部件声学特性优化中计算设计灵敏度复杂和传统响应面法准确度较低的问题,提出用支持向量回归机方法构造响应面.支持向量机根据结构风险最小原理,具有小样本学习性能.本文用最小二乘支持向量机(LS-SVM)构造汽车地板部件的模态频率、域点声压的响应面,对其优化找到最优点.结果表明:与最小二乘法相比,支持向量机构造的响应面更接近仿真试验,优化结果与实际最优解更为接近.     

驾驶室结构噪声优化设计

文章以某卡车驾驶室为研究对象,分别建立了驾驶室结构、声学以及声固耦合有限元模型,并对模型准确性进行了试验验证;基于建立的声固耦合有限元模型,进行了驾驶室内部场点声压响应计算和峰值频率点面板声学贡献量以及结构模态参与因子的计算;基于计算结果以及模态应变能的叠加来确定需要优化的面板和车身板件进行阻尼处理的位置。通过阻尼优化,驾驶室内150Hz峰值声压降低了5.31dB。     

汽车座椅有限元建模与计算

采用“壳 -体单元相结合”的方法建立座椅计算机辅助分析 (CAE)模型 .利用Ansys软件计算了座垫弹性 ,与座椅试验的力 -变形曲线对比 ,以验证建模与材料定义的正确性 .另外还利用正面模拟碰撞中乘员的运动响应 ,分析了座椅材料的软硬程度对乘员伤害指标的影响 .     

齿轮结构振动声学特性数值分析

交替运用结构有限元法与声学边界元法,对齿轮结构振动声学特性数值计算问题进行了研究。建立了齿轮结构三维有限元分析模型,通过频响分析计算,获得结构振动响应特性参数。以齿轮结构频响分析计算结果为声学边界条件,建立了齿轮三维边界元声学分析模型,并采用直接边界元法,对齿轮近场声学特性进行了计算,得到齿轮结构在简谐激励下的声辐射声压,为降低噪声提供理论依据。计算结果表明,所建立的振动和声辐射模型及算法是有效的。     

基于FEM/BEM的燃料电池轿车结构声预测和控制

采用有限元(FEM)和边界元(BEM)联合的方法对燃料电池轿车车内结构声进行预测和控制研究,提出了基于FEM/BEM的车内结构声分析方法和流程,建立了车身有限元模型和声学边界元模型,施加实测的激振力计算声学响应,通过试验数据验证了仿真模型,并进行误差分析.提出板件声学贡献分析的指导原则,介绍板件贡献分析原理和方法,进行所关注频率的车身板件声学贡献分析.最后根据分析结果对车身板件采取约束阻尼处理等控制措施,通过虚拟验证改进结果,车内低频噪声明显降低,其中后座椅和前地板改进最明显,证明所提出方法的可行性,达到优化燃料电池轿车车内噪声的目的.     

声发射技术的飞机液压导管靠磨损伤检测方法

为预防因液压导管相互之间,或与机体结构、设备机箱间靠磨引起的液压导管损伤或破裂,导致飞机液压系统故障或失效等问题,提出基于声发射技术的飞机液压导管靠磨损伤检测方法。通过检测导管靠磨损伤的声发射信号,在时域内进行特征参数分析,特征提取和损伤模式识别,从而判断导管是否存在靠磨损伤。在明确了导管靠磨的定义,介绍了导管靠磨的物理过程和机械损伤机理基础上,采用关联图分析对声发射信号特征参数进行分析和处理,并在飞机上进行了振动载荷作用下液压导管靠磨损伤检测实验,结果证明检测方法可行。     

横流穿孔管消声器声学及阻力特性的数值分析

横流穿孔管消声器具有较宽的消声频带和良好的消声性能,被广泛应用于汽车排气噪声控制。本文应用三维数值分析方法,研究了横流穿孔管消声器的声学及阻力特性。得出如下结论:穿孔率是影响声学和阻力损失的最重要参数;穿孔直径对声学性能影响较小但对阻力损失影响较大;膨胀腔尺寸和气流速度的改变对声学和阻力损失都产生一定的影响。     

大电流母线桥电磁激励振动与噪声数值分析

针对低压大电流母线桥的降噪难题,建立了某型号母线桥的全三维数值模型,应用有限元和边界元综合分析法,对其进行了振动声学数值计算.计算过程中,以电磁场分析结果作为振动分析外激励载荷,进行振动响应分析,再以振动响应计算结果作为声学边界条件,采用间接边界元法,对母线桥声学特性进行了计算,计算结果与实验数据对比表明仿真模型和计算方法的有效性.在此基础上,根据仿真结果改进结构,实验验证其具有良好的降噪效果.     

车身总线控制系统硬件在环仿真设计

文章针对总线型车身控制系统的设计问题,提出了一种硬件在环仿真解决办法。首先采用规则化方法描述原型系统的控制意图,然后融合虚拟现实和物理测试2种仿真手段的优点,设计了分布式硬件在环仿真系统,用于模型控制逻辑的推演和车身部件响应延时特性检测,最后以电控刮水器子系统作为典型实例进行了仿真验证。实验数据表明,该方法可以有效验证功能需求模型,量化评估模型的时延误差,从而提高了车身控制系统的开发效率。     

含局部预应力的圆柱壳结构声辐射特性分析

以圆柱壳结构-声辐射特性为研究对象,分析了局部预应力对结构动力学特性的影响.基于Flügge圆柱壳薄壳理论,建立了含局部预应力的圆柱壳结构应力-应变方程,应用变分原理推导了含局部预应力的圆柱壳结构动力响应方程.结合结构有限元和声边界元法,对圆柱壳结构的声辐射问题进行数值分析,对比了预应力对声辐射功率和声指向性的影响.结果表明,由于局部预应力的存在,使得结构的局部和总体刚度都发生变化,并引起结构声振特性的变化.     

基于灵敏度分析的车身结构优化设计

车身是轿车的关键总成,其结构决定了整车的力学特性,对白车身进行模态分析不仅能考察车身的刚度特性,而且可以对车身结构进行灵敏度及优化分析.文章建立了某轿车白车身有限元模型,考虑了白车身覆盖件板厚对一阶弯曲和扭转模态频率的影响及灵敏度分析,基于灵敏度分析结果抽取对模态频率影响较大的部件进行优化分析,以提高白车身一阶扭转频率为目标进行优化,以增强白车身强度.     

基于车身板件声学贡献分析的声振优化

以降低车内低频结构噪声为目标,优化车身板件.采用子结构模态综合的方法建立结构动力学模型,并以其在实车工况下的振动响应作为声学边界元模型的边界条件,以车内驾驶员右耳位置为目标响应点,结合计算得到的声传递向量,对汽车车身进行板件声学贡献分析.通过计算得到车身各板件对车内噪声的声学贡献,分析出影响比较显著的关键面板,根据分析结果对车身相应板件进行振动抑制.经试验验证,怠速工况下,车内噪声在频率为20～100 Hz范围内的声压级水平得到比较明显的改善,主要峰值频率最大降幅5.70 dB,整体噪声水平下降了3.89 dB.结果表明:板件贡献分析方法可以为控制车内低频噪声提供合理的建议.     

板材冲压成形CAE分析软件KMAS在汽车覆盖件模具设计中的应用

阐述了汽车覆盖件模具设计及制造的特点和技术要求,冲压成形CAE技术在车身设计及生产工艺设计分析中的重要作用.以某货车纵梁应用CAE软件KMAS进行产品设计及工艺优化为例,提出了在进行车身件产品设计及模具设计中如何在最短时间得到最优化的工艺方案的方式和实施过程.该方案对解决车身零部件生产中常见的破裂和回弹两种缺陷具有指导意义,可以有效降低模具制造乃至整车制造成本.     

基于ANSYS和SYSNOISE的弹性结构噪声分析

对弹性结构的噪声分析过程中,结构表面的声学量很难精确求解,结构的形貌往往需要优化.利用声学分析软件SYSNOISE可以计算结构表面及任意点的辐射声场,提出了将有限元分析软件ANSYS得到的振动位移响应作为SYSNOISE的边界条件,从而准确得到结构表面各声学量,根据噪声分布,利用ANSYS优化结构形貌.通过实例,验证了...