基于声源识别与精细化建模的进气系统声学仿真与改进

摘要

近年来，随着人口流动量的逐年增加，客车已成为人们日常生活中不可或缺的重要组成部分。汽车噪声会影响人们的工作和生活，因而对客车车内、外噪声的控制具有十分重要的现实意义。控制客车车内、外噪声可以通过以下手段来实现：进行噪声试验和数据分析，应用信号处理方法对客车的噪声源进行准确识别和合理评价，并结合具体问题对样车有针对性地提出可行的改进方案。
　　本文以某中型客车为研究对象，通过声源识别、进气系统声学仿真分析以及消声器设计等手段，对目标频段的进气口辐射噪声和车内噪声进行了降噪处理。为提高降噪效率，避免盲目性，本文首先对试验样车进行了车内声模态试验和整车道路试验，并综合声模态测试结果和对道路试验的偏相干分析与频谱分析结果，得出了进气系统对车内噪声影响最大的频率特征。为了更有效地控制进气系统噪声，首先对噪声的产生机理、控制方法及声学预测方法进行了详细阐述，并对进气系统进行声学仿真，研究其声学特性。由于所研究的进气系统部分是由空气滤清器（简称“空滤器”）与进气管道组成的，其中空滤器在进气系统中起到主要的消声作用，因此本文对空滤器的结构动态特性及内部滤芯与穿孔管的声学特性进行了详细的研究：进行结构模态试验，研究了空滤器壳体的动态特性；阻抗管试验法获得了滤芯的吸声系数，确定了滤芯主要的吸声频段，并以纤维棉为例研究了多孔吸声材料声学特性的数值计算方法与比流阻率的试验获取方法；分析了穿孔管的声学特性并计算了穿孔管的传递导纳矩阵；有限元法建立了进气系统声学模型，并采用对比进气系统传递损失（TL）仿真曲线与怠速进气口噪声频谱的方法验证了模型准确性。最后结合整车试验分析结果和进气系统TL仿真结果，针对目标频段设计消声器对进气系统进行了降噪改进，改进后进气系统TL在250~400Hz频段平均达24.7dB；进行了道路验证试验，结果表明消声器有效降低了进气口辐射噪声和车内噪声。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 选题的目的与意义

1.2 进气系统噪声的国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第2章 整车试验与声源识别

2.1 声源识别方法

2.2 车内声腔模态试验及分析

2.3 道路噪声试验

2.4 怠速工况下的偏相干分析

2.5 匀速工况下的频谱分析

2.6 本章小结

第3章 进气系统噪声控制与预测方法

3.1 进气系统噪声产生机理

3.2 进气系统噪声控制

3.3 管道声学预测方法

3.4 本章小结

第4章 进气系统声学有限元仿真分析

4.1 进气系统描述

4.2 空滤器壳体结构模态试验

4.3 多孔材料声学特性研究

4.4 穿孔管声学特性研究

4.5 进气系统精细化声学有限元建模

4.6 模型验证与仿真分析

4.7 本章小结

第5章 消声器设计与验证

5.1 赫姆霍兹共振消声器

5.2 消声器设计与验证

5.3 道路验证试验

5.4 本章小结

总结和展望

参考文献

致谢

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