基于等效辐射声功率和形貌优化的车身结构噪声控制

以某车型白车身为研究对象，首先建立白车身结构有限元模型并验证其有效性；随后通过对模型进行等效辐射声功率分析，得到白车身关键板件对车内的辐射噪声水平，并识别贡献量较大的结构位置；再根据分析结果构建白车身形貌优化模型并进行计算求解；最后将优化前后白车身等效辐射声功率进行对比，优化后辐射噪声在分析频段内整体降低，且最大响应峰值降低3.8 d B。研究结果表明，在汽车白车身设计阶段，基于等效辐射声功率分析和形貌优化设计可以有效地抑制结构的辐射噪声。该方法和思路可为工程领域相关的结构噪声分析和控制提供参考。     

小型电动汽车路面激励噪声的控制研究

为解决小型电动汽车车内路面激励噪声在30 Hz与36 Hz附近声压级过大的问题,以某小型电动汽车为研究对象,以实验获取的数据为基础,利用传递路径分析(TPA)模型验证实验结果的准确性,用底盘车身接附点的载荷激励已建立的车身内饰与声腔模型,进行强迫响应分析,将仿真结果与实验结果对比,验证模型的有效性。通过计算该模型在载荷激励下的工作变形,分析引起车内噪声的车身结构弱点,主要通过增加限位零件或固定零件来进行车身结构的优化。实验工况下的结果表明:优化后车内噪声在30 Hz与36 Hz附近噪声分别降低了9.7 dB与5.3 dB,效果十分理想,成功解决路面激励导致的NVH问题。     

统计能量分析在汽车车内噪声分析中的应用

建立了用于汽车车内高频噪声分析的整车SEA模型，介绍了工程设计中车身子系统SEA模型和整车噪声传递路径分析方法的应用，最后以分析实例说明了统计能量分析在汽车车内噪声性能设计中的适用性和准确性。     

基于NTF、ODS、PFP分析确定车内噪声贡献面板方法的研究

首先建立客车结构噪声传递函数模型分析车内噪声峰值频率点。然后通过工作变形分析函数模型分析在这些噪声峰值频率点车身发生振动变形较大的位置。将这些振动变形较大的位置设置成噪声贡献面板,建立面板声学贡献量分析模型来确定这些面板对车内噪声水平贡献程度,确定板件对车内声压影响主次关系。该方法为车内噪声评估和车身面板优化提供有效理论指导。     

轿车车身内噪声的声强测量

一、前言 轿车舒适性的主要标准之一,是车内噪声水平。车内噪声的来源有两部分,一部分噪声是由壳体发生,它们来自发动机和变速箱,通过支承和支架传到和车身相连的结构件上,再从车身大面积地辐射出来的固体声。另一部分是从发动机室和排气系统辐射出来并返回到车内的空气噪声。在高速行驶下,还有轮胎和气流噪声。它们也是由壳体传递和空气传播的途径传到车内的。 为了降低车内噪声级,必须首先找出壳体和空气噪声通往汽车车内的主要途径及其辐射噪声的部位。以便采取措施降低车内噪声。为此,作者对国外某轿车样车车身内部的噪声进行了测量,对…     

车内噪声主动控制技术的研究

基于国内对汽车车内噪声控制标准的提升，运用目前国内外对噪声主动控制方面的研究成果，结合汽车本身的特点，利用压电陶瓷对车内噪声进行主动控制的研究。并根据车内声学模态对压电陶瓷优化配置方法和基于神经网络的控制策略进行探讨，通过对桑塔纳2000型轿车试验证实这种主动控制方法的有效性。     

NTF、ODS、PFP确定车内噪声贡献面板方法

首先建立客车结构噪声传递函数模型分析车内噪声峰值频率点。然后通过工作变形分析函数模型分析在这些噪声峰值频率点车身发生振动变形较大的位置。将这些振动变形较大的位置设置成噪声贡献面板,建立面板声学贡献量分析模型来确定这些面板对车内噪声水平贡献程度,确定板件对车内声压影响主次关系。该方法为车内噪声评估和车身面板优化提供有效理论指导。     

基于阻尼层拓扑优化的车内噪声控制

首先建立了某车型声振耦合分析模型,并分析计算了车内噪声性能,获知了噪声异常峰值频率。接着对模态贡献量进行分析,确定了对车内噪声贡献量最大的模态阶次及其振型。然后以该阶模态振型最大节点处的频率响应最小化为优化目标,对车身壁板的阻尼层布局进行拓扑优化。最后,经过计算验证结果表明,优化方案使车内前、后排噪声下降10dB(A)以上。上述研究表明,该阻尼层优化方法可作为一种有效的车内噪声控制手段。     

轮心激励下车辆结构路噪传递路径分析

基于结构噪声传递路径分析的基本原理,建立在轮心加速度激励下整车NVH性能仿真分析CAE模型,探讨匹配传递函数的车内噪声峰值优化方法。以某SUV车型为研究对象,在襄阳试车场对整车60 km/h时速下的车内噪声和轮心加速度等参数进行测量,作为整车结构路噪分析模型的边界条件,获得了驾驶员右耳处车内噪声仿真值,其与试验数据基本吻合,在56 Hz和112 Hz存在明显噪声峰值。通过传递路径分析确定了112 Hz噪声峰值贡献量最大的路径,并对该路径悬架侧进行了振-振传递函数(VTF)分析,结合车身侧声-振传递函数(NTF)对其进行匹配优化,使112 Hz频率下噪声峰值降低8.45 dB(A)。     

客车车内降噪设计

首先针对某型客车建立了汽车车身结构的有限元模型,对建立的模型进行了有限元模态分析;通过比较计算得出的模态数据和实车试验得出的模态数据,验证了该车身结构有限元模型的正确性。基于模态分析的结果,提出了车身减振降噪的改进方案, 在车身模型上对结构进行了改进并且对改进前后的车内噪声进行分析。分析结果表明,该改进方案能有效降低车内的低频噪声。     

内燃机噪声优化对车内声学的影响研究

提出了内燃机结构辐射噪声的仿真与优化方法,评价了内燃机噪声优化前后车内噪声的变化。建立了内燃机和前围板的有限元模型,通过模态分析验证了模型的精度。采用柔性多体动力学方法计算了内燃机的振动响应,并结合边界元算法得到了结构辐射噪声。完成了机体的结构优化,通过提升刚度使整体模态频率与激励峰值频率分离,从而降低机体结构响应,减小辐射噪声。搭建了内燃机与前围板的声学耦合模型,计算得到经机体结构优化前后的内燃机辐射噪声通过前围板后进入车内的声功率。结果显示,机体的优化方案大幅降低了其辐射噪声,从而减小了整机的辐射噪声。研究内燃机噪声与车内噪声的传递路径后,发现车内噪声有了明显的下降,从而证实了优化设计的可行性和有效性。     

车身结构阻尼材料减振降噪优化设计

本文针对某一乘用车车身结构振动引起的声辐射,建立了车身结构、声学空腔以及声固耦合有限元模型,分析了该乘用车车身的声固耦合特性。通过对车身各板件的贡献度分析,确定了对车内噪声贡献度最大的壁板。针对该壁板的阻尼减振降噪优化设计,建立了拓扑优化模型,采用渐进优化算法（ESO）,计算了阻尼材料的优化布局。研究结果表明：阻尼材料的优化布局使阻尼材料的使用率大大提高,50%的阻尼材料用量能基本达到全覆盖阻尼材料壁板的降噪效果,阻尼结构优化设计对车内噪声控制具有一定的理论指导意义。     

轨道车辆车内声场仿真及声品质优化

以上海轨道交通九号线为例,对车内噪声进行现场测试,测量车厢结构参数并建立有限元模型,采用Actran软件进行声学仿真,并使用A计权声压级和特征响度两个主要的声品质客观评价参量验证仿真的结果,随后提出声品质优化方案,使车内声压级降低5 dB,特征响度总体下降,总响度值降低1.26 sone,对提高车内声品质和改善车内声场环境具有一定的参考价值。     

虚拟车内噪声响度场分布的声源识别分析与优化

针对传统声压级对车内噪声主观性考虑不足的缺陷,提出符合人双耳特性的虚拟车内噪声特征响度预测及声源识别方法。根据某重型商用车驾驶室内低频轰鸣声严重的问题,基于Zwicker响度模型,在matlab中建立频域的混响场特征响度计算模型。结合路试实验激励数据和驾驶室有限元声-固耦合模型,对驾驶室内噪声响度分布和响度结构板块贡献量进行计算,识别不同板材振动产生的辐射噪声分量对驾驶室内噪声品质频谱特性的影响。实验结果表明：相对于声压级,采用响度作为分析参数提高了驾驶室内噪声源识别精度,指导结构优化设计,改善车内声学品质具有更好的效果。     

Topology optimization of composite material plate with respect to sound radiation

In this paper, topology optimization of composite material plate with respect to minimization of the sound power radiation has been studied. A new low noise design method based on topology optimization is proposed, which provides great guidance for acoustic designers. The structural vibrations are excited by external harmonic mechanical load with prescribed frequency and amplitude. The sound power is calculated using boundary element method. An extended solid isotropic material with penalization (SIMP) model is introduced for acoustic design sensitivity analysis in topology optimization, where the same penalization is applied for the stiffness and mass of the structural volume elements. Volumetric densities of stiffer material are chosen as design variables. Finally, taking a simple supported thin plate as a simulation example, the sound power radiation from structures subjected to forced vibration can be considerably reduced, leading to a reduction of 20 dB. It is shown that the optimal topology is easy to manufacture at low frequency, while as the loading frequency increases, the optimal topology shows a more and more complicated periodicity which makes it difficult to manufacture.     

某非承载式SUV车内噪声问题的分析

车内低频轰鸣声严重影响整车的乘坐舒适性。为此对某非承载式SUV车加速工况下1 700 r/min附近出现的轰鸣声问题进行排查研究,通过阶次分析、传动系扭振分析、传递函数分析和空腔模态分析技术分析发现引起1 700r/min附近车内噪声的原因是发动机二阶扭矩波动引起的传动系扭振经过后桥传递到车内放大后,与车内空腔模态产生耦合,从而产生较大的轰鸣声。通过采取加装扭转减振器的措施,有效抑制传动系扭振,试验结果表明车内轰鸣声得到明显改善,整体降低7.5 d B(A)左右,主观评价可接受。对低频轰鸣声问题的排查和解决有一定参考作用。     

高速列车车内声品质优化仿真研究

随着高速列车运行速度的不断提高,车内噪声问题对乘坐舒适性的影响越来越显著。为了抑制高速列车车内噪声的影响,基于改进的能量有限元方法,建立高速列车车内噪声的预测模型,并验证模型的准确性。基于预测模型,结合Zwicker响度模型、Zwicker尖锐度模型和Aures粗糙度模型,研究轮轨噪声激励的优化对车内声品质的影响。结果表明:在车轮上加装阻尼结构、轨道上安装动力吸振器对车内噪声高频段有显著的控制效果;优化后,车厢内不同位置的声品质得到明显提高,其中总响度最高可降低2.1 sone,尖锐度最高可降低0.09 acum,粗糙度最高可降低0.04 asper,且优化效果能被人耳感知。     

内燃机车司机室内部噪声特性分析

应用噪声与振动测试分析系统对内燃机车司机室内部噪声进行测试与分析,得出结果为：司机室内部存在的主要是中、低频噪声,在100～160 Hz和1 250～2 000 Hz两个频段出现峰值,特别是1 600 Hz附近较明显;当机车运行速度低于120 km/h时,运行速度大小对司机室内噪声值影响不大;对于双司机室机车而言,靠近冷却室端的第二司机室的噪声值比远端第一司机室的噪声值高大约2～4 dB(A);相同工况下机车定置时司机室内噪声值比机车运行情况下的测试值要小约2～5 dB(A)。研究结果为内燃机车司机室的减振降噪设计提供依据。     

响应表面法在结构噪声优化中的应用研究

针对结构噪声有限元直接优化的非线性和复杂性,利用传统的声固耦合有限元法,结合响应表面法计算结构噪声值,以结构参数为设计变量,建立设计变量与结构噪声值的映射模型,避免了有限元灵敏度分析,提高了优化速度。以封闭箱体的结构噪声优化为例,验证了该方法的有效性。     

偏相干分析在客车降噪中的应用

车内低频噪声一直是汽车NVH研究关注的重点问题,常需要找到对噪声影响较大的振动结构进行改进,但是振动对场点的贡献并不能代表对整个声场噪声的贡献量。针对多峰值多场点的车内声场问题,引入"总相干系数"和"相干系数和"的概念对现有的偏相干分析方法进行改进。对某型客车的车内噪声进行小波包分解,得到车内声场的声学特性,确定研究的频率范围。通过对各板件振动与车内测点噪声信号进行偏相干分析,确定对车内声场影响较大的结构,并在实车上实施了改进措施。结果表明,车内噪声测点声压级降低0.5 d B~2 d B,为有效降低客车车内噪声提供了指导方向。