全频段车内噪声预测分析与控制研究

发布时间：2017-07-07 18:05

  本文关键词：全频段车内噪声预测分析与控制研究

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【摘要】：车内噪声正越来越多的影响着乘员的驾乘舒适性和车型的市场竞争力。车身的结构传播噪声、空气传播噪声在几十赫兹到几千赫兹甚至更高的全频域区间,影响着车内噪声的舒适性。长久以来,车内噪声的预测与控制优化主要集中在低频区间或高频区间。全频段的车内噪声分析及控制优化,显得尤为必要。针对全频段车内噪声预测与控制问题,本文采用VA one软件的FE、FE-SEA、SEA三种方法,考虑车身振动激励、发动机声辐射、车外风激励和车身的基本噪声控制处理,研究了20Hz~8000Hz的全频段车内噪声响应问题,并在贡献量分析的基础上,基于近似模型进行了车内噪声优化控制。论文的主要工作如下:(1)综述了国内外的车内噪声预测分析方法及车内噪声优化现状,提出全频段车内噪声预测与控制的必要性。(2)针对低频段的车内噪声预测问题,采用FE法,对20Hz~200Hz的低频范围内的车内噪声进行了预测分析,获得了驾驶员及右后乘员耳旁的声压级响应。研究结果表明:车内声腔模态对车内噪声峰值响应有较大影响;所采用的基本噪声控制处理能在低频范围内抑制车身振动并衰减车内噪声。(3)针对中频段的车内噪声预测问题,采用FE-SEA法,对200Hz~500Hz的中频范围内的车内噪声响应进行了预测分析,获得了车内噪声响应。研究结果表明,车身激励的峰值突变,造成了车内噪声的峰值响应。(4)针对高频段的车内噪声预测问题,采用SEA法,对500Hz~8000Hz的高频范围内的车内噪声响应进行了预测,获得了驾驶员及右后乘客头部声腔的声压级响应。研究表明,本文所使用的车身基本噪声控制处理能在800Hz以上频段达到3~7dB的降噪效果。(5)针对车内噪声的控制优化问题,在200Hz~8000Hz的宽频范围内,采用统计能量法计算了车内噪声响应。在板块贡献量分析的基础上,采用试验设计,建立了驾驶员头部声腔声压级响应的响应面近似模型。基于近似模型,采用下山单纯型法,对车身前壁板的多层噪声处理(NCT)的各层厚度进行了参数优化。研究结果表明,这种优化方法使得最大声压级减少0.9865dB,频段总声压级减少0.7282dB。在此基础上,还探究了几种其他的车内噪声优化方法。总结出相比于NCT参数优化,NCT配置方案和车身结构优化更有利于车内噪声控制的结论。
【关键词】：全频段 车内噪声预测 FE-SEA 响应面法 NCT优化
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467.493
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 研究方法与研究现状10-15
• 1.2.1 车内噪声预测研究现状10-14
• 1.2.2 车内噪声控制优化研究现状14-15
• 1.3 本文主要研究内容15-17
• 2 模型基本参数及激励条件确定17-39
• 2.1 车内噪声控制的基本声学包装处理17-19
• 2.2 仿真模型基本参数19-30
• 2.2.1 模态阻尼19-20
• 2.2.2 模态密度20-23
• 2.2.3 内损耗因子23-28
• 2.2.4 耦合损耗因子28-30
• 2.3 激励输入条件的确定30-37
• 2.3.1 发动机悬置激励30-31
• 2.3.2 发动机声辐射激励31-32
• 2.3.3 路面不平度激励32-33
• 2.3.4 车外风激励33-37
• 2.4 本章小结37-39
• 3 基于有限元法的低频段车内噪声预测研究39-52
• 3.1 声学有限元法基本理论39-40
• 3.2 低频分析FE模型建立40-44
• 3.2.1 结构有限元模型40-41
• 3.2.2 声学有限元模型41
• 3.2.3 基本声振处理的施加41-42
• 3.2.4 耦合连接设置42-43
• 3.2.5 激励载荷及传感器设置43-44
• 3.3 模态分析44-48
• 3.3.1 车身结构模态计算45-46
• 3.3.2 车内声学模态分析46-48
• 3.4 FE法车内振动噪声预测结果分析48-51
• 3.4.1 低频段振动响应结果分析48-49
• 3.4.2 低频段车内噪声响应结果分析49-51
• 3.5 本章小结51-52
• 4 基于FE-SEA法的中频段车内噪声预测研究52-63
• 4.1 FE-SEA分析方法基本理论52-54
• 4.1.1 扩散场互逆关系52-53
• 4.1.2 混合系统FE子系统动态响应53-54
• 4.1.3 混合系统SEA子系统能量响应54
• 4.2 FE-SEA分析方法基本概念及假设54-56
• 4.2.1 中频区间54-55
• 4.2.2 混合子系统55
• 4.2.3 FE-SEA分析方法重要假设55-56
• 4.3 车内声场分析FE-SEA模型建立56-59
• 4.3.1 FE-SEA混合子系统划分56-58
• 4.3.2 基本噪声控制处理的设置58
• 4.3.3 耦合连接设置58-59
• 4.3.4 激励载荷及传感器设置59
• 4.4 FE-SEA法车内噪声预测结果分析59-62
• 4.4.1 中频段振动响应结果分析59-60
• 4.4.2 中频段车内噪声响应结果分析60-62
• 4.5 本章小结62-63
• 5 基于SEA法的高频段车内噪声预测研究63-73
• 5.1 统计能量分析基本概念63
• 5.2 统计能量分析基本理论63-65
• 5.3 车身系统SEA模型建立65-70
• 5.3.1 SEA子系统划分65-67
• 5.3.2 基本噪声控制处理的施加67-68
• 5.3.3 车身系统连接-耦合关系68-69
• 5.3.4 激励载荷施加69-70
• 5.4 SEA法车内声场预测结果分析70-72
• 5.5 本章小结72-73
• 6 车内噪声控制优化研究73-91
• 6.1 车内噪声控制基本方法73-74
• 6.2 基于NCT近似模型的车内噪声控制研究74-85
• 6.2.1 车内噪声贡献度分析74-76
• 6.2.2 优化流程76-77
• 6.2.3 试验设计77-78
• 6.2.4 近似模型建立78-81
• 6.2.5 基于近似模型的车内噪声优化81-83
• 6.2.6 优化处理结果分析83-85
• 6.4 其他车内噪声控制优化方法探究85-89
• 6.5 本章总结89-91
• 7 总结与展望91-93
• 7.1 全频段车内噪声预测分析总结91
• 7.2 车内噪声优化控制总结91-92
• 7.3 未来工作展望92-93
• 致谢93-95
• 参考文献95-101
• 附录101
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录101
• B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目101

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本文编号：531222