基于FE-SEA混合法的汽车镁合金前围板隔声量数值计算

为研究中频域的结构噪声,采用有限元-统计能量分析(FE-SEA)混合法对汽车板件的隔声性能进行了研究,该方法具备适用于低频域的有限元或边界元法和适用于高频域的统计能量分析的优点.结合混合法理论,建立克莱斯勒Viper跑车镁合金压铸前围板的混合模型,验证该方法应用于汽车车身薄壁件中低频隔声量计算的可行性.对混合模型的入射侧施加混响声场(DAF)作为声激励,在透射侧施加半自由声场(SIF)作为功率接收器,由数值计算结果得到前围板中低频率范围内的隔声量曲线,与试验结果对比,表明两者结果基本吻合,从而很好地证明了有限元-统计能量混合法用于解决本模型的中频声学问题的可行性.介绍了区域声学包装法,即在隔声量曲线低谷频率范围(100～500 Hz)内,将简易声学包装施加到结构表面振动速度较大处,可以有效地优化前围板的总体隔声性能.     

1130型柴油机组件的非线性接触分析

建立1130型柴油机机体、曲轴、飞轮、气缸盖等主要组件的有限元模型,施加合理的边界条件和栽荷后,通过非线性接触分析后得到在预紧工况和工作工况下各组件的应力分布、缸盖螺栓张力的变化、气缸垫片压力的变化、轴承孔接触力分布等信息.计算结果表明,该机体的整体应力水平不高,气缸垫片具有足够高的压力,满足燃烧室的密封要求.有限元计算为柴油机的整机结构改进、性能强化等提供了合理有效的解决方法.     

结构—声耦合法在汽车仪表板隔声性能仿真分析中的应用

镁合金材料具有密度小、比刚度高、阻尼大、抗冲击性好等优势,已成功用于汽车仪表板。应用结构-声耦合法分析仪表板的隔声性能,可避免传统理论求解对模型的苛刻要求和实验条件的限制。通过与实验结果比较,证实结构—声耦合法预测结构隔声性能的可靠性,并得出了扩散声场内汽车仪表板传声损失的数值结果。结果表明,在低频段,相同面密度的压铸镁合金仪表板的隔声性能明显优于钢质仪表板。换用轻质镁合金材料后,需改进原有的结构,使仪表板的固有频率避开噪声源的峰值频段,避免结构在某些频段内的声学特性恶化。采用镁合金材料可在满足汽车减重要求的同时,改善驾驶室内的声学环境。     

镁合金AZ31阻尼性能的实验研究

采用脉冲响应衰减法研究镁合金AZ31的减振降噪效果.由脉冲激励激发镁合金薄板自由振动,测得镁合金薄板表面的辐射声压,将声压信号进行带通滤波,分离出薄板各个简正振动对应的辐射声压,或分析带宽内几个简正振动产生的复合声压,将该声压信号曲线进行多项式拟合,由拟合曲线的斜率得出镁合金的阻尼损耗因子,并与钢的阻尼性能进行比较.结果表明,镁合金的阻尼损耗因子随频率的增大逐渐减小,在660、1090、1230和1760Hz处存在阻尼峰值,是减振性能最佳的频率.在中低频段,镁合金的阻尼性能约为钢的2、3倍.镁合金构件在使用中必将体现出良好的抗冲击和减振降噪性能.     

热负荷对柴油机结构强度及密封性能的影响

将有限元仿真技术应用到发动机稳态传热和热机耦合分析中,研究热负荷对柴油机各部件应力分布及密封性能的影响.建立1130型柴油机主要部件的有限元传热模型,施加合理的边界条件和载荷,计算得到各组件的温度场分布.借助有限元方法,分析在热应力工况下温度场对发动机密封性的影响.温度场使得缸盖螺栓张力和气缸垫片压力变大,有助于改善密封性.与机械载荷工况进行对比,在热机耦合工况下气缸套和气缸盖的应力明显变大,说明在气缸盖、气缸套的强度计算中不应忽视热负荷的作用.     

仪表板的结构-声灵敏度分析及声学优化设计

为了研究各铺层厚度对复合结构隔声性能的影响,设计出声学性能最优的仪表板.由结构-声场耦合有限元方程计算某复合仪表板各铺层厚度对其透射侧一点声压的灵敏度,根据结构-声学灵敏度结果,以仪表板透射侧一点的声压最小为优化目标,各铺层厚度为设计变量,仪表板总质量为约束条件,用修正的可行方向法优化1500Hz以内的声学性能.结果表明,与原单层镁质仪表板相比,优化后的镁合金复合仪表板重量减轻1.25kg.用结构-声耦合法计算二者的声学性能,透射侧总声压级由128.2dB下降至124.2dB,实现仪表板轻量化、低噪声的设计要求.     

乘用车制动真空泵的整车噪声优化

针对某SUV车型在怠速状态下踩踏制动踏板时,车内噪声过大的问题进行分析。通过主观评价、噪声源定位,以及安装点动刚度测试,确认该问题由制动真空泵的结构振动引起。从提高系统隔振率出发,为制动真空泵增加二级隔振。结合制动真空泵安装点噪声传递函数分析结果,优化制动真空泵安装位置,改善了制动真空泵二阶激励频率处的噪声传递函数结果。实车测试表明,采用改进方案后,车内噪声降低了7.4 dB,制动真空泵引起的车内二阶噪声降低了14 dB。     

汽车镁质复合仪表板传声损失的实验及仿真研究

复合板可以有效地提高结构的隔声性能,因此镁合金复合结构已成功应用于汽车仪表板。以Biot-Allard模型为基础,建立敷设吸声材料的复合结构仪表板模型,利用结构-声耦合法,计算仪表板的传声损失。通过与实验结果比较,采用结构-声耦合法预测结构的隔声性能是可行的。结果表明,低频范围内的隔声性能对仪表板的边界约束情况十分敏感,可通过提高仪表板边界的连接刚度来提高其传声损失。中高频范围内,敷设多孔吸声材料可以提高仪表板的隔声性能。但厚度增加并不能无限制的提高其传声损失,还要考虑成本与低频"隔声恶化"的问题。因此,需合理选取吸声材料的厚度,使得仪表板在关心的频带内声学性能达到最优。     

热负荷对柴油机结构强度及密封性的影响

将有限元仿真技术应用到发动机稳态传热和热机耦合分析中,研究热负荷对柴油机各部件应力分布及密封性的影响.建立1130型柴油机主要部件的有限元传热模型,施加合理的边界条件和载荷,计算得到各组件的温度场分布.借助有限元方法,分析在热应力工况下温度场对发动机密封性的影响.温度场使得缸盖螺栓张力和气缸垫片压力变大,有助于改善密封性.与机械载荷工况进行对比,在热机耦合工况下气缸套和气缸盖的应力明显变大,说明在气缸盖、气缸套的强度计算中不应忽视热负荷的作用.