驱动桥壳体结构声振分析与改进

摘要

作为传动系统的主要激励源之一，汽车驱动桥的声振性能直接影响了整车的NVH(Noise，VibrationandHarshness，声振舒适性)性能，对其进行深层次的研究已显得十分迫切。本课题以某微型车的驱动桥壳体结构为研究对象，围绕桥壳的声振性能，结合测试与CAE分析手段，主要进行了如下6方面的研究工作:
　　 (1)针对驱动桥的声振性能进行了整车路试。分别在三、四、五档全油门加速和带档滑行工况下，对比测试了安装不同加工精度的主减速器的驱动桥样件，并从中提取了主减速器齿轮啮合的激励。另一方面，驱动桥噪声产生的直接原因是驱动桥壳的振动，为了提高驱动桥的声振性能，除了控制主减速器的质量之外，还需对桥壳的声振性能进行研究。
　　 (2)对桥壳进行了约束模态分析。结果表明，桥壳在2000Hz内主要为整体模态;桥壳一阶模态频率为119.1Hz，而路面激励通常不会高于50Hz，远低于桥壳的一阶模态频率，因而在分析桥壳的声振性能时应主要考虑来自主减速器的激励。
　　 (3)利用整车路试中提取的加速度信号，对桥壳进行了三、四、五档全油门加速工况下频率响应分析。结果表明，桥壳的振动响应分布与激励频率相关，而振幅与激励大小相关;桥壳在受到激励时，主要表现出整体振动，振幅最大的区域主要有后盖、桥弓、桥弓与轴管连接处。
　　 (4)在频率响应分析的基础上，完成了桥壳的辐射噪声分析。结果显示，桥壳表面主要的噪声辐射区域有后盖、桥弓的上下两端面以及桥弓与轴管连接处。
　　 (5)对桥壳进行了隔声量分析。结果表明，桥壳整体的隔声性能较好，在2000Hz以下的隔声量大都在50dB(A)以上，而在个别频点附近，如1070Hz和1105Hz，隔声量急剧下降，分别只有13.87dB(A)和16.54dB(A)。这两频点附近桥壳正好存在两阶模态，说明桥壳的模态会影响桥壳的隔声性能。
　　 (6)在CAE分析的基础上，并结合桥壳本身结构，提出了两种改进方案:增加后盖的厚度和在桥弓上设置加强筋，并通过CAE分析验证了改进的有效性。
　　 本课题有如下创新性:
　　 (1)充分考虑了不同档位的极限工况下，主减速器对桥壳的激励边界条件，对驱动桥壳的噪声机理进行了剖析，指出桥壳辐射噪声产生的原因是桥壳的整体振动而非局部振动。
　　 (2)有别于前人研究，本课题对桥壳的隔声性能进行了分析，并同时考虑桥壳的隔声性能与声辐射性能，对桥壳结构进行改进。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 驱动桥振动噪声研究

1．2．2 结构振动噪声控制相关研究

1．3 研究内容及目的

第2章 驱动桥声振性能测试

2．1 引言

2．2 测试过程

2．3 数据处理与分析

2．3．1 阶次分析简介

2．3．2 驱动桥壳振动对比

2．3．3 驾驶室内噪声对比

2．4 本章小结

第3章 驱动桥壳的振动分析

3．1 引言

3．2 驱动桥壳体结构模态分析

3．2．1 桥壳有限元模型的建立

3．2．2 桥壳结构模态的计算与分析

3．3 驱动桥壳频率响应分析

3．3．1 频率响应分析的相关理论

3．3．2 频率响应分析激励的确定

3．3．3 驱动桥壳频率响应计算

3．4 本章小结

第4章 驱动桥壳的噪声分析

4．1 引言

4．2 直接边界元方法计算辐射噪声的相关理论

4．3 驱动桥壳体结构的辐射噪声分析

4．3．1 桥壳声学边界元模型的建立

4．3．2 边界条件的定义

4．3．3 驱动桥壳辐射噪声分析结果

4．4 耦合间接边界元计算隔声量的相关理论

4．5 驱动桥壳体结构的隔声性能分析

4．6 本章小结

第5章 驱动桥壳体结构的改进

5．1 引言

5．2 桥壳改进的方案

5．3 改进效果分析

5．3．1 模型改进后的频率响应分析

5．3．2 模型改进后的辐射噪声分析

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研参与情况