基于车身薄壁件的约束阻尼结构振动声学特性的研究

摘要

汽车作为一种普遍应用的交通工具，除了代步作用，其乘坐舒适性日益受到消费者及汽车厂商的重视。汽车的NVH性能与乘坐舒适性直接相关。本文讨论了如何在车身项板加约束阻尼板来对其减振降噪。主要研究内容包括：
　　 ⑴介绍粘弹性材料的材料特性，对粘弹性材料的本构关系进行分析，采用积分型方程求得其剪切模量的复数表达式。对结构进行有限元分析，用壳单元模拟夹层板，最后求得总的刚度矩阵和质量矩阵。分析各种有限元计算方法，计算夹层板的振动特性。分别采用复特征值法，模态应变能法，修正的模态应变能法讨论，为了节省计算量，最后采用加了绝对值的模态应变能法进行计算。由于粘弹性材料的损耗因子对频率有依赖性，采用实验拟合的曲线来描述粘弹性材料的损耗因子，得到更精确的计算结果。
　　 ⑵对阻尼复合结构进行了模态实验和频率响应实验。分别采用锤击法和添加白噪声激励的方法，求得结构的固有频率和阻尼比，并与计算结果比较。求出添加阻尼层合约束层前后的频率响应曲线的对比图，分析其振动特性。得出本文的计算方法是有效的。
　　 ⑶对阻尼复合结构的声学特性进行分析。因为根据实验分析，车身顶板辐射噪声较大，对其添加阻尼约束结构，应用边界元法进行声学仿真分析。随后，对结构参数对计算结果的影响进行了讨论。并优化了约束阻尼复合板的结构设计。为了减少声场辐射量，可改变约束阻尼复合板的尺寸，采用不同材料，以耗散更多的声辐射能量。
　　 ⑷分析车内噪声产生机理，并进行车内噪声声源实验分析。实验结果发现，车内噪声主要是由后门和车顶后部结构振动的辐射引起。若欲降低车内噪声，首先应降低车身振动。而降低车身振动的有效手段之一是在车身上粘贴粘弹性结构。随后进行样车改进实验，验证本文的降噪方案。