大客车整体建模及车内噪声的预测

摘要

汽车特别是大客车的振动与噪声特性是表征汽车产品品质的重要指标，本文以某型大客车为研究对象，利用有限元法和边界元法，对车身结构动态特性，车内声—固耦合声场进行了相关的研究。
　　本文在介绍车内噪声的国内外发展状况和有限元理论基础上，建立了客车骨架模型，带有蒙皮、玻璃和地板的车身结构模型，车内空腔模型以及声—固耦合模型。对以上模型进行离散化，形成有限元模型。
　　利用结构及声场动态分析技术，对该车车身结构动态特性、车室空腔声场声学特性、车身结构—车室空腔声场结构声耦合系统的动态特性进行了系统的研究。分析了车身结构模态，车腔声学模态。其中分析车身结构的模态可以更好地掌握振动传递和噪声产生的机理，进而为室内噪声预测以及噪声源诊断、壁板声学贡献分析等提供依据。车室空腔声场声学模态对于在汽车设计阶段，避免车室壁板与车室空腔声学共振提供了非常有价值的资料，用于指导乘坐室初始的声学设计。
　　论文同时分析了在发动机激励下的车身结构的谐响应在发动机竖向激励，由分析结果得到:在发动机竖向激励下，整车结构竖向响应比其他方向响应要大，在频率为32Hz附近处都出现最大峰值，且随着频率的升高响应幅值逐渐减小，特别是在(32-35)Hz段，减小趋势明显，在(32～38)Hz之内的也出现几处峰值，但是相对于38Hz处的峰值要小得多。同时分析了大客车在路面激励下的谐响应分析。在地面竖向激励下，整车结构竖向响应比其他方向响应要大，在频率为24Hz附近处都出现最大峰值，且随着频率的升高响应幅值逐渐减小，特别是在(26-28)Hz段，减小趋势明显，在(64-66)Hz之内的也出现几处峰值，但是相对于24Hz处的峰值要小得多。谐响应分析目的是得到所有节点在不同频率激励下的位移解，作为声学分析的边界条件。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究意义及背景

1．1．1 发动机噪声

1．1．2 底盘噪声

1．1．3 车身噪声及车内附属设备噪声

1．2 国内外噪声研究方法及研究现状

1．2．1 隔绝声源、振源与车身间的传播途径

1．2．2 对车身进行吸声处理

1．2．3 车内噪声主动控制技术

1．2．4 结构声的有源振动控制

1．3 有限元及边界法基础和介绍

1．4 边界元法的基础

1．5 本文的主要研究内容

第2章 大客车车身模态

2．1 大客车骨架模型的建立

2．1．1 几何模型的建立

2．1．2 车身骨架有限元模型的建立

2．2 模态分析基本理论

2．2．1 固有特性计算

2．2．2 模态参数以及模态坐标

2．2．3 固有阵形的正交性

2．2．4 模态方程

2．2．5 求解方法

2．2．6 大客车模态结果求解

2．2．7 模态分析结果

2．3 大客车骨架——蒙皮模态分析

2．3．1 大客车骨架蒙皮的建立

2．3．2 模型的建立

2．3．3 大客车骨架——蒙皮计算

2．4 本章小结

第3章 大客车声学模态分析

3．1 大客车声学模型的建立

3．1．1 Solid30单元简介

3．1．2 模型建立技巧

3．1．3 大客车骨架节点的量取

3．2 声学流体基础

3．2．1 无衰减声波方程的离散化

3．2．2 有限单元分析的声学流体矩阵

3．3 大客车空腔声场声学模态有限元计算及结果分析

3．4 声固耦合模态分析数值模拟

3．4．1 声固耦合模型的建立

3．4．2 大客车声固耦合模型的计算

3．5 本章小结

第4章 大客车耦合发动机激励谐响应分析

4．1 发动机振动的机理

4．2 大客车的发动机激励谐响应分析

4．2．1 边界条件

4．3 计算结果的分析

4．3．1 各点在相同频率下的声压值

4．3．2 指定点在不同频率下的声压

4．3．3 各频率下的声压云图

4．4 本章小结

第5章 大客车耦合路面激励谐响应分析

5．1 边界约束条件

5．2 计算结果的分析

5．3 本章小结

第6章 展望

6．1 课题总结

6．2 工作展望

参考文献

致谢