【摘 要】
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随着汽车工业的发展,轿车的各种性能都得到了不断改进和升级,汽车的机动性和安全性能也得到了不断的提升,与此同时,人们对汽车在驾驶过程中的乘坐舒适性提出了更高的要求。其中,车身的NVH(Noise、Vibration、Harshness)性能是衡量汽车舒适性的重要指标,国内外的法规也对轿车车身的振动噪声控制提出了越来越高的要求。由于车身薄壁件的振动是车内低频噪声的重要来源,分析和减少车身薄壁件的振动显
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随着汽车工业的发展,轿车的各种性能都得到了不断改进和升级,汽车的机动性和安全性能也得到了不断的提升,与此同时,人们对汽车在驾驶过程中的乘坐舒适性提出了更高的要求。其中,车身的NVH(Noise、Vibration、Harshness)性能是衡量汽车舒适性的重要指标,国内外的法规也对轿车车身的振动噪声控制提出了越来越高的要求。由于车身薄壁件的振动是车内低频噪声的重要来源,分析和减少车身薄壁件的振动显得格外重要。通过在车身薄壁件上敷设阻尼材料的方法能够有效的提高板件的复合阻尼特性,有效地改善车内的振动与噪声情况,同时具有降噪频率范围宽、成本低等优点。但是由于车身板件数目较多、形状复杂等特点,阻尼材料的敷设位置和厚度多数只能按照经验来确定,存在一定的盲目性,这使得车身的阻尼降噪效果不是很好,阻尼材料的利用率也很低。由于实际车身系统的复杂性,给仿真和实验研究带来不必要的时间和经济成本,本研究设计了某简易车身装置,并在车身装置内部进行了阻尼材料布置优化方法的研究。通过建立某简易车身装置的结构有限元模型和声固耦合模型,分析了车身装置内部的振动与声场情况,截取了车身在低频范围内的多个峰值频率,通过车身壁板贡献度分析法,分析了车身各个壁板对各个峰值频率的声压贡献度,并将各个板件按照壁板贡献度的大小分成正贡献壁板、中性壁板和负贡献壁板。将对车内声场影响比较大的壁板提取出来,作为敷设阻尼材料的板件。在对车内声场贡献度较大的板件上布置阻尼材料,以这些板件上的阻尼材料厚度为变量,以简易车身装置内部的某典型场点处多个峰值频率下的声压级为约束,以车身内部阻尼材料的质量最小为目标,对车身装置内部的阻尼材料厚度进行优化。首先,通过最优拉丁超立方采样技术进行DOE(Design of Experiment)设计,提取80个设计样本点和20个验证样本点,并以此为基础,建立Kriging近似模型,并采用改进的粒子群算法,对车内阻尼材料的敷设厚度进行优化,达到了阻尼材料减重56.60%的效果,并且在简易车身装置上验证了优化方法的有效性。最后,建立国内某款轿车的结构有限元模型和声固耦合有限元模型,以白车身地板和顶板上的阻尼材料布置作为研究对象,分别采用了壁板贡献度分析法和改进的粒子群优化算法,完成了阻尼材料布置位置的确定和敷设厚度的优化工作,在实际车身有限元模型上应用了所提出的优化方案,验证了所提出的优化方法在实际车身模型上的可行性。
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