动力总成一体化单元的特种车振动噪声控制策略研究

摘要

特种车由于防备性能优越，运输能力强等特点，作为重要的路面运输工具而广泛应用。近年来，特种车的振动噪声性能要求越来越高，其中，驾驶室的振动噪声由于对驾驶员有重要影响而成为研究热点之一。然而，由于特种车采用动力总成一体化单元结构且车身由大面积金属板件焊接而成，动力总成的振动通过特种车结构向车身各处传播，引起车身板面产生结构辐射噪声；同时振源的噪声通过结构之间的孔洞和缝隙的传播，导致特种车驾驶室振动与噪声环境恶劣。因此，开展动力总成一体化单元的特种车振动传递特性以及振动噪声控制技术的研究具有重要的理论与工程价值。　　本文针对动力总成一体化单元的特种车驾驶室振动和噪声大的问题，从振动特性分析、振动控制策略以及噪声控制策略等方面展开了研究，论文的主要研究内容如下：　　① 建立了特种车振动分析模型、基于传递函数对特种车驾驶室振动特性进行分析，研究了7个动力总成激励点至6个驾驶室响应点，共42条路径的传递函数，分析了驾驶室振动特性的影响因素，为特种车驾驶室减振降噪设计奠定了基础。　　② 提出了基于路径贡献量的特种车驾驶室振动控制策略，通过改进影响特种车振动特性的三个部分：车身结构、动力总成支撑结构以及减振垫，实现了特种车驾驶室的振动控制。分析了动力总成支撑结构与车身结构匹配设计的影响规律，设计了一种特种车振动特性改进方案。　　③ 提出一种面向金属板件辐射噪声以及不规则孔、缝传声的噪声控制策略。一方面基于声学传递向量对产生局部共振的金属板进行阻尼降噪设计，一方面针对不规则孔、缝进行通用化设计，替代了常用的密封元件定制化设计，实现了成本的控制。建立了声学仿真模型，并通过声学仿真分析验证了降噪设计的有效性。　　④ 对特种车进行实车振动噪声测试，获得了7个匀速工况下特种车改进前后的振动噪声数据，验证了振动噪声控制策略以及特种车减振降噪设计的有效性。

目录

1 绪论

1.1.1 课题来源

1.1.2 课题研究意义

1.2 振动特性分析的国内外研究现状

1.3 车辆振动分析与控制方法的国内外研究现状

1.4 车内噪声分析与控制方法的国内外研究现状

1.5 主要研究内容

2 动力总成一体化单元的特种车振动特性影响因素分析

2.1 引言

2.2 振动特性分析基本理论

2.2.1 模态叠加法求传递函数

2.2.2 刚度法求传递函数

2.3.1 特种车结构概述

2.3.2 特种车振源分析

2.4 动力总成一体化单元的特种车振动特性分析

2.4.1 振动特性仿真模型

2.4.2 仿真边界条件

2.4.3 传递路径分析

2.5 基于模态贡献度的特种车振动特征影响因素分析

2.6 本章小结

3 基于路径贡献量的特种车驾驶室振动控制策略

3.1 引言

3.2 特种车驾驶室振动控制策略

3.3 基于路径贡献量评价指标的车身结构及动力总成支撑结构设计与分析

3.3.1 附加刚度和附加质量方法理论基础

3.3.2 车身结构设计方案比较分析

3.3.3 动力总成支撑结构设计方案比较分析

3.4.1 减振垫隔振优化设计方法

3.4.2 动力总成优化模型

3.4.3 动力总成路径贡献量优化设计结果分析

3.5.1 车身结构与动力总成支撑结构的匹配设计

3.5.2 动力总成支撑结构对车身结构匹配规律分析

3.6 本章小结

4 面向大面积板件及孔缝结构的特种车驾驶室噪声控制策略

4.1 引言

4.2 特种车驾驶室噪声控制策略

4.3.1 阻尼降噪设计原理

4.3.2 面板贡献量分析

4.3.3 特种车阻尼降噪设计

4.4.1 密封降噪基本原理

4.4.2 密封降噪设计方法

4.4.3 密封降噪设计方法应用

4.5.1 声学仿真分析算法

4.5.2 声学边界元模型建立

4.5.3 噪声分析结果讨论

4.6 本章小结

5 减振降噪效果试验与验证

5.1引言

5.2.1 试验系统组成

5.2.2 试验工况及测点布置

5.3.1 改进前后振动对比

5.3.2 改进前后噪声值对比分析

5.4本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果

B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目

C. 学位论文数据集

致谢