颗粒阻尼复合结构车身振动-声学特性分析与优化

摘要

随着乘用车向着高速化、轻量化的发展，人们对乘用车的舒适性也提出了更高的要求。因此车内噪声问题也随之变的越来越突出。由于目前汽车工业常用的阻尼材料存在种种缺点，所以本文借助理论分析、仿真计算与实验测试相结合的方法研究了颗粒阻尼复合结构车身的振动和声学特性，并对车内目标场点的声压进行优化，取得了较好的效果。
　　首先，使用稳态能量流法测量了某型颗粒阻尼器的阻尼损耗因子，并实验验证了该方法的正确性。之后得到了该型颗粒阻尼器损耗因子随频率和加速度变化的外因特性曲面，由该曲面得出：该颗粒阻尼器的阻尼损耗因子随加速度变化呈现明显的“分段表征”特性，随频率变化呈现明显的“山脊”特性和“边坡”特性，并对颗粒阻尼器表现出该特性的原因进行了理论分析；
　　其次，对模型车的结构模态进行了实验测试和仿真计算，验证了模型车结构有限元模型的正确性，并对颗粒阻尼器粘贴在模型车不同位置时的结构模态进行实验测试和比较，测试结果表明：粘贴颗粒阻尼器对模型车的结构模态改变较小，颗粒阻尼器粘贴的位置不同，其模态也有所不同；
　　最后，分析了模型车的板件贡献量，并通过在贡献量最大的板件粘贴颗粒阻尼器优化了目标场点声压。建立了复合结构模型车的声学有限元模型，并通过该模型计算和分析了将颗粒阻尼器容器、与颗粒阻尼器质量相同的附加质量块、颗粒阻尼器分别粘贴在模型车不同位置时的目标场点声压和声场分布，分析结果表明：(1)粘贴颗粒阻尼器可以降低目标场点声压并改变车内声场分布；(2)将颗粒阻尼器粘贴在板件贡献量最大处的降噪效果最好，是最佳优化方案；(3)颗粒阻尼器能够起到降噪作用的主要原因是其中颗粒的碰撞与摩擦消耗了部分振动能量。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 车内噪声的产生机理

1.3 研究现状

1.4 课题来源

1.5 研究目的及内容安排

1.6 本章小结

第2章 颗粒阻尼器损耗因子外因特性研究

2.1 常用的阻尼损耗因子测量方法分析与比较

2.2 稳态能量流法测量阻尼损耗因子的原理

2.3 试验方法及结果分析

2.4 测量阻尼损耗因子试验方法的验证

2.5 颗粒阻尼损耗因子外因特性分析

2.6 本章小结

第3章 模型车的振动特性研究

3.1 模型车模态测试

3.2 计算模态分析理论

3.3 模型车结构模态的仿真计算

3.4 实验模态与仿真模态对比

3.5 颗粒阻尼复合结构模型车结构模态的实验研究

3.6 本章小结

第4章 颗粒阻尼复合结构模型车声学特性分析与优化

4.1 模型车声腔模态分析

4.2 模型车声-振耦合模态分析

4.3 模型车板件贡献量分析

4.4 复合结构模型车内目标场点声压的实验测试

4.5 复合结构模型车内目标场点声压和声场分布的仿真分析

4.6 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 主要工作与结论

5.2 本文的创新之处

5.3 展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文

附录2 已投稿论文

附录3 攻读硕士期间参加的科研项目