轎車車身nvh 特性的研究分析

1、本文檔下載自 HYPERLINK / 文庫下載網(wǎng)，內(nèi)容可能不完整，您可以點擊以下網(wǎng)址繼續(xù)閱讀或下載： HYPERLINK /doc/f235a5d280eb6294dd886c2c.html /doc/f235a5d280eb6294dd886c2c.html轎車車身NVH特性研究分析轎車車身NVH特性研究分析第19卷第4期2008年12月廣西工學院學報Dec119No14JOURNALOFGUANGXIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYDec12008文章編號100426410(2008)0420005205轎車車身NVH特性研究分析陳益嚴,劉成武(福建工程學院機電及自動化工程系,

2、福建福州350014)摘要:車身結(jié)構(gòu)與車室聲腔模態(tài)分析是車身NVH特性研究的重要內(nèi)容,識別車身系統(tǒng)模態(tài)對避免車身結(jié)構(gòu)與聲腔共振、降低車內(nèi)噪聲有著重要的意義。以某轎車車身為例,利用有限元法建立車身結(jié)構(gòu)模型和車室聲腔模型,分別進行模態(tài)分析計算,獲得車身結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率和變形部位、空腔聲學系統(tǒng)的聲學模態(tài)頻率和聲壓分布情況,為車身系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與聲學優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。關(guān)鍵詞:車身系統(tǒng);白車身;聲腔;模態(tài)分析中圖分類號:U463.82文獻標識碼:A0引言,也是用戶所關(guān)心的整車性能指標之一。車身系統(tǒng)既是直接向車內(nèi)輻射噪聲的響應(yīng)器,又是傳遞各種振動、噪聲的重要環(huán)節(jié),同時車室空腔決定著車內(nèi)聲場的聲學特性,它的吸聲、隔

3、聲特性對減少車內(nèi)噪聲有著重要的意義。車身結(jié)構(gòu)及其形成的空腔構(gòu)成了乘員乘坐的基本環(huán)境,乘員的各種舒適性感覺都與車身系統(tǒng)有著直接的聯(lián)系,整車的NVH特性最終表現(xiàn)為車身的NVH特性。因此,車身系統(tǒng)在整車NVH特性的研究中占有重要的地位1。NVH是指Noise(噪聲),Vibration(振動)和Harshness(聲振粗糙度),由于它們在車輛等機械中是同時出現(xiàn)且密不可分的,因此,常放在一起進行研究。汽車NVH特性是指在車室振動、噪聲的作用下,乘員舒適性主觀感受的變化特性。它是人體觸覺、聽覺以及視覺等方面感受的綜合表現(xiàn)。從NVH的觀點來看,汽車是一個由激勵源(發(fā)動機、變速器等)、振動傳遞器(由懸掛系統(tǒng)

4、和連接件組成)和噪聲發(fā)射器(車身)組成的系統(tǒng)。NVH技術(shù)主要通過對噪聲源和噪聲傳播途徑的控制來控制整車噪音。:/doc/f235a5d280eb6294dd886c2c.htmlpar車內(nèi)噪聲根據(jù)形成及傳播的機理不同,可以分為結(jié)構(gòu)噪聲和空氣噪聲。外界激勵引起車身壁板振動產(chǎn)生的噪聲是結(jié)構(gòu)噪聲,而車室外通過車身孔隙進入車內(nèi)的噪聲則是空氣噪聲。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展,以及汽車工業(yè)的不斷革新,人們對汽車乘坐的舒適性,和車內(nèi)噪聲水平的要求也越來越高。因此車內(nèi)噪聲降低與車身振動的減弱已成為當今亟待解決的問題2。過去,人們主要通過經(jīng)驗和試驗的方式解決車內(nèi)噪聲問題,這種方法所需的成本相對較高,同時降噪的結(jié)果也

5、是差強人意。另外一個重要的方面,就是不能在汽車的圖紙設(shè)計階段對車內(nèi)噪聲進行預(yù)估。因此,本文以某轎車車身為研究對象,分別建立車身結(jié)構(gòu)模型和車室空腔聲學模型,并對其模型進行模態(tài)分析研究,用研究的結(jié)果指導(dǎo)車身系統(tǒng)低噪聲設(shè)計,既能降低研發(fā)的成本,又能獲得良好的降噪效果。1車身結(jié)構(gòu)模態(tài)分析由于本文所討論的車室內(nèi)部噪聲是由車身結(jié)構(gòu)振動引起的,車身結(jié)構(gòu)既是噪聲信號的激勵源,也是不平路面激勵的響應(yīng)系統(tǒng),因此分析車身結(jié)構(gòu)的模態(tài)可以更好地掌握振動傳遞和噪聲產(chǎn)生的機理,為室內(nèi)噪聲預(yù)測以及噪聲源診斷、壁板聲學貢獻分析等提供依據(jù)。收稿日期:2008-10-10基金項目:福建省自然科學基金(2006J0195)資助。作者

6、簡介:陳益嚴(1957-),男,福州市人,福建工程學院機電及自動化工程系副教授。6111結(jié)構(gòu)模態(tài)分析理論廣西工學院學報第19卷對結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析,是為了獲得所研究對象的固有特性。通過模態(tài)分析既可以使結(jié)構(gòu)設(shè)計避免共振或某一特定頻率進行振動,也可認識結(jié)構(gòu)對于不同類型的動力載荷是如何響應(yīng)的。結(jié)構(gòu)在作有限元劃分后,運動狀態(tài)中各節(jié)點的動力平衡方程為:(1)Fi Fd Fs=P(t)式中:Fi慣性力向量;Fd阻尼力向量;Fs彈性力向量;P(t)動力載荷向量。慣性力向量可用節(jié)點位移/doc/f235a5d280eb6294dd886c2c.html和質(zhì)量矩陣M表示,即2(2)Fi=M25t彈性力向量可用節(jié)點

7、位移和剛度矩陣K表示:(3)Fs=K如果是粘滯阻力,阻尼力向量可用阻尼矩陣C和節(jié)點位移表示:(4)Fd=Ct則式(1)變?yōu)?5)M C(t)P(t)=0,:K M=0t,(6),=0cos(6)2(7)K0-M0=00,(7),(8):det(K-2M)=0KMn,n.,(7)0,(8),(Trackingmethod)(Transformationmethod)(Lanczosmethod),1121(/doc/f235a5d280eb6294dd886c2c.html),3,3%.HYPERMESH,100Hz,10()112345678910(Hz)3134194217545174816

8、49155112560176312641854:NVH71:,1030Hz60Hz,30Hz60Hz.,/doc/f235a5d280eb6294dd886c2c.html,(),(a)31Hz1z2(),211(c)4517Hz(d)4915Hz1,Helmholtz:(10)2p ()2p=0:(11)=-un:2Laplace,p,k,k=/c,c,(),u,u?,:TMap Kap=-Su/doc/f235a5d280eb6294dd886c2c.html:Ma;Ka,S,p=p0eiwt,u=u0eiwt,:(-w2Ma Ka)p=w2STuDa=(-w2Ma Ka),:(13)(1

9、2)?c819(14)Dap=w2STu,u=0,212,(),40Hz80Hz,(a)SYSNOISE(2),2212345678910(Hz)0821761321241461241591851681222021220412217176224188()()()(/doc/f235a5d280eb6294dd886c2c.html)(b)(c)2,82176Hz(a),b146124Hz,c,d20212Hz.,20412Hz(e),(d)(e)24:NVH93,:/doc/f235a5d280eb6294dd886c2c.htmlar,:11M1:,1997121D1:,2005131NVH

10、D1,20031StudyandanalysisoncharacteristicYi2yan,LIUCheng2wuofElectromechanicalEngineering&Automation,FujianUniversityofTechnology,Fuzhou350014,China)Abstract:ModalanalysisofthestructuralbodyandtheacousticcavityistheimportantmatteroncarNVHchar2acteristicstudy.Identifyingbodysystemmodeisofimportancetoavoidresonanceofthestructureandthecavityandreduceinteriornoise.ThebodystructuremodelandthecavitymodelforacararebuiltbyFEM,andmodalanalysisissimulatedforthetwomodels.Themodalfrequencyandshapeforthestructureandcavityinthebodysystemareobtainedanddiscussedindetail,thefou