《汽車座椅噪聲探析及降噪改進(jìn)措施》8900字（論文）

汽車座椅噪聲分析及降噪改進(jìn)措施摘要：隨著汽車信息技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步，人們對于生活的物質(zhì)品位要求也在日益提升。對于汽車而言，汽車座椅作為汽車上直接接觸到使用者的零部件，舒適美觀的特性要求便成為了人們判定汽車好壞的標(biāo)準(zhǔn)之一。然而在汽車座椅的使用和調(diào)節(jié)過程中產(chǎn)生的振動噪聲會對使用者的舒適性能產(chǎn)生較大影響，因此在汽車開發(fā)前對汽車座椅的振動噪聲的分析研究便顯得格外重要。本文首先對汽車座椅繪制了三維模型，然后建立了汽車座椅結(jié)構(gòu)的有限元模型，然后對該模型進(jìn)行模態(tài)分析。在保持汽車座椅原有使用性能的基礎(chǔ)上，降低其在使用過程中由于振動而產(chǎn)生的噪音。關(guān)鍵詞：汽車座椅；三維模型；有限元；振動噪音；噪聲分析目錄TOC\o"1-3"\h\u39251緒論 1182551.1研究背景及意義 1228981.2汽車振動噪聲檢測技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1161781.3汽車座椅國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 24411.4本課題主要研究內(nèi)容 3157422汽車座椅結(jié)構(gòu)及分類 4304132.1汽車座椅的組成和性能要求 4119402.2汽車座椅的分類及設(shè)計參數(shù)要求 5278503汽車座椅噪聲分析 6246483.1汽車座椅噪聲產(chǎn)生機(jī)理分析 679853.1.1摩擦噪聲 6278373.1.2共振噪聲 686913.1.3敲擊聲 6129793.2噪聲分析方法 644753.2.1有限元法 670373.2.2邊界元法 7158983.2.3傳遞路徑分析法 7146623.3汽車座椅噪聲被動控制方法 7286513.3.1隔振降噪 781793.3.2阻斷振動傳播路徑降噪 7283253.3.3優(yōu)化座椅結(jié)構(gòu)降噪 756614汽車座椅結(jié)構(gòu)模態(tài)分析 854344.1模態(tài)分析概述 8263084.2模態(tài)分析方法和補(bǔ)助 886154.3汽車座椅骨架結(jié)構(gòu)建模 820564.4汽車座椅結(jié)構(gòu)模態(tài)分析 9208454.5汽車座椅降噪改進(jìn)措施 10114785總結(jié) 1125473參考文獻(xiàn) 121緒論1.1研究背景及意義通過對目前汽車市場調(diào)查研究可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前大部分的消費(fèi)者在購買汽車時，首先會考慮汽車的性價比，安全性和舒適性等要素。其次才是汽車的外觀以及內(nèi)飾等其他方面的因素。而汽車座椅作為汽車眾多零部件中的一個重要部分，它在被使用過程中所帶給乘客的感受將直接影響消費(fèi)者的最終購車與否。汽車座椅在被使用和調(diào)節(jié)過程中，會產(chǎn)生各種振動噪音，這會極大的影響乘客的乘坐舒適性[1]，從而影響消費(fèi)者的心理產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，汽車制造商會在汽車出廠之前會對振動噪聲，舒適性和安全性進(jìn)行檢測，達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)才可以出廠，這可以極大程度的為消費(fèi)者帶來較好的消費(fèi)體驗。振動和噪聲的聯(lián)系是十分密切的，座椅振動的噪音不僅會對人的神經(jīng)和身體機(jī)能產(chǎn)生一定的影響，而且振動還會對發(fā)動機(jī)產(chǎn)生不利因素，從而損耗汽車的其它相關(guān)零部件。因此，振動噪聲的強(qiáng)弱也可以判斷出一個汽車座椅它的質(zhì)量好還是差[2]。振動噪聲的大小會使乘客對舒適度的評判標(biāo)準(zhǔn)有所改變。汽車電動座椅的舒適度評判有以下兩個基本內(nèi)容：座椅靜態(tài)時舒適度和座椅動態(tài)時舒適度，靜態(tài)時的舒適度與座椅的各種運(yùn)動幾何結(jié)構(gòu)特征、調(diào)整角度特征、物理振動特征等客觀因素密切相關(guān)，動態(tài)舒適度主要認(rèn)為是座椅振動的物理特征因素造成的[3]。多項相關(guān)研究結(jié)果表明，改變某些汽車座椅的整體動態(tài)性能參數(shù)，并不會對汽車其他相關(guān)使用性能造成影響，因此改善某些汽車座椅的整體動態(tài)性能參數(shù)，能夠在一定程度降低噪聲，從而提高乘客的安全感和乘坐舒適度[4]。目前國內(nèi)對于汽車座椅舒適性的研究這塊的成果與國外同類產(chǎn)品還存在著較大差距，因此迫切需要開展這塊相關(guān)內(nèi)容的研究。本文通過檢測汽車座椅在使用和調(diào)節(jié)過程中產(chǎn)生的振動噪聲，調(diào)整汽車座椅的相關(guān)物理參數(shù)，最終使得傳入人耳的噪聲水平達(dá)到符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。本文的研究將對汽車座椅的舒適性的改善提供理論依據(jù)。1.2汽車振動噪聲檢測技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)研究水平的提高，汽車工程這一行業(yè)得到了飛速發(fā)展，與之密切相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域：振動與噪聲質(zhì)量檢測這一技術(shù)也在獲得不斷的發(fā)展和逐步完善。在20世紀(jì)初，國外一些發(fā)達(dá)的現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)國家已經(jīng)針對以機(jī)械振動和噪聲檢測系統(tǒng)為主要技術(shù)特點的故障檢測和振動噪聲評估技術(shù)開始了深入研究，并且已經(jīng)取得了初步的應(yīng)用發(fā)展，這為后續(xù)更加安全自動化和規(guī)范化的故障檢測評估技術(shù)奠定了堅實基礎(chǔ)。20世紀(jì)60年代末，汽車機(jī)械振動與噪聲檢測技術(shù)更是取得了飛躍式的發(fā)展，并且它的應(yīng)用領(lǐng)域也變得越來越廣泛，在機(jī)電傳動一體化、光機(jī)電、電子及信息檢測技術(shù)等許多方面都有所涉及。在1970-1980期間，伴隨著現(xiàn)代計算機(jī)信息技術(shù)的快速發(fā)展，汽車振動與噪聲檢測技術(shù)、數(shù)據(jù)的分析采集處理技術(shù)、測試數(shù)據(jù)結(jié)果存儲技術(shù)等都逐漸開始趨于自動化發(fā)展的進(jìn)程，因此，有國家便將這種自動化的檢測技術(shù)投入到生產(chǎn)線中，來提高汽車產(chǎn)品的生產(chǎn)管理效率以及質(zhì)量[5]。后來，現(xiàn)代檢測技術(shù)這項技術(shù)開始被某些制造業(yè)強(qiáng)國應(yīng)用到與汽車相關(guān)的領(lǐng)域之中，從而使自動化生產(chǎn)的進(jìn)程加快，與汽車相關(guān)產(chǎn)品的制造效率大幅度提高，降低了生產(chǎn)所需成本，帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。國外對這項技術(shù)的研究有：丹麥的必凱科技公司最新推出的多功能、多用途的PULSE噪聲分析儀測試平臺，可以廣泛應(yīng)用于汽車振動系統(tǒng)噪聲定量測試、發(fā)動機(jī)故障振動噪聲檢測等眾多測試項目中[6]。美國DataTranslation公司推出了許多關(guān)于振動與噪聲采集的軟件產(chǎn)品可以與該公司的各種數(shù)據(jù)采集硬件進(jìn)行無縫連接[7]。國內(nèi)對振動噪聲測試系統(tǒng)的研究明顯存在著不足和差距，在測量精度和穩(wěn)定性能上還需要下很大的功夫去改進(jìn)，但隨著信息技術(shù)的發(fā)展和科學(xué)研究水平的進(jìn)步，這種差距很快被拉進(jìn)了。北京東方研究所全球首家推出的型號為DASP振動噪聲檢測儀器，在該領(lǐng)域中已處在世界前列。北京波譜有限公司推出的WS-AV聲振質(zhì)量測試高速數(shù)據(jù)分析處理軟件系統(tǒng)，在建造、航空、車輛等領(lǐng)域中已得到了廣泛應(yīng)用[8]。此外，國內(nèi)某些機(jī)構(gòu)和大學(xué)將一些軟件平臺與虛擬儀器結(jié)合起來，為振動與噪聲測試提供了新的研究方向，目前已經(jīng)出現(xiàn)了許多各具特色的振動與噪聲檢測系統(tǒng)。如上海711研究所針對發(fā)動機(jī)進(jìn)排口的振動與噪聲，開發(fā)出了基于虛擬測試儀器的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)[9]；江蘇大學(xué)研發(fā)出了基于虛擬儀器的振動噪聲分析系統(tǒng)，并且利用該測試分析系統(tǒng)驗證設(shè)計的發(fā)動機(jī)缸蓋是否合理[10]；天津大學(xué)針對內(nèi)燃機(jī)的振動噪聲，研發(fā)出了基于虛擬儀器的振動噪聲分析系統(tǒng)，解決了內(nèi)燃機(jī)工程上的許多故障[11]。1.3汽車座椅國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外對汽車座椅模態(tài)分析的研究主要有：2003年，Baik對汽車座椅進(jìn)行了進(jìn)行三維建模和模態(tài)分析，研究處于不同位置的滑軌對座椅骨架模態(tài)會產(chǎn)生什么影響[12]。2012年，Yao[13]對推土機(jī)座椅進(jìn)行了模態(tài)分析，通過分析結(jié)果對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，提高了它的局部運(yùn)動剛度，并對改進(jìn)后的座椅進(jìn)行了模態(tài)驗證。最后，對未修改的座椅與修改后的座椅進(jìn)行了對比分析。2013年，Siddha[14]建立了某個汽車座椅的有限元模型，并對汽車座椅進(jìn)行了模態(tài)分析，研究了座椅部件材料屬性的改變對共振頻率影響，最后在座椅扶手上出現(xiàn)了共振，因此更換了扶手材料使得座椅的的固有頻率提高。2015年，ZouT根據(jù)客車座椅在實際運(yùn)行條件下的振動，將座椅簡化為懸臂梁的物理模型，利用模態(tài)理論對簡化后的座椅進(jìn)行了分析和驗證，提出了座椅模態(tài)的工程設(shè)計指導(dǎo)[15]。汽車座椅模態(tài)分析在國內(nèi)的研究有：李雪城[16]對某汽車座椅模態(tài)進(jìn)行了仿真分析與試驗研究，通過靈敏度實驗篩選出對模態(tài)頻率、強(qiáng)度和質(zhì)量最為敏感的5個座椅零部件，改變座椅模態(tài)頻率，然后對汽車座椅部分零件尺寸參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使座椅的模態(tài)頻率完全避開了與車身的共振頻率。金開利[17]對某款座椅進(jìn)行了試驗?zāi)B(tài)數(shù)據(jù)分析，計算模態(tài)分析，分析了頭枕、抬髙器、調(diào)角器和滑軌對的座椅模態(tài)的影響。王淑芬[18]通過建立某汽車座椅三維模型，利用AnsysWorkbench軟件進(jìn)行了模態(tài)分析，在模擬振動路面上進(jìn)行振動試驗?zāi)B(tài)分析，獲得座椅骨架中低階段部分的模態(tài)參數(shù)，最后發(fā)現(xiàn)該座椅骨架的模態(tài)頻率與人體不同器官的共振頻率不重合，這為后續(xù)的汽車座椅結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供一定的參考依據(jù)。岳強(qiáng)[19]研究了SUV車型后座座椅振動問題，通過靈敏度試驗測量分析，篩選出關(guān)鍵零部件，利用增加板厚的方式來提升座椅的剛度、模態(tài)頻率以及座椅的NVH性能。胡俊提出的基于多種代理模型的輕量化設(shè)計方法，使得汽車座椅在滿足各項安全指標(biāo)下，質(zhì)量減少了百分之十五，并且一階模態(tài)提高了百分之七[20]。1.4本課題主要研究內(nèi)容本文主要針對汽車座椅骨架進(jìn)行建模仿真分析，通過模態(tài)分析確定座椅骨架各階模態(tài)頻率，然后改變座椅的模態(tài)頻率使之不與汽車其它部件的固有頻率重合，避免頻率相同時發(fā)生共振，從而降低座椅噪聲。利用CATIA建立汽車座椅骨架三維幾何模型，首先對底座、連接板及螺釘、靠背分別建模，然后根據(jù)相關(guān)約束條件對他們再進(jìn)行裝配。通過ANSYS動態(tài)仿真分析軟件對汽車座椅骨架進(jìn)行模態(tài)分析，然后獲得它的的各階模態(tài)頻率。然后找出座椅的一階模態(tài)頻率值，并將其提高，以此避免共振的產(chǎn)生，降低振動噪聲。（3）提出相對應(yīng)的改進(jìn)措施，來改變汽車座椅的某些物理性能，由此來達(dá)到對汽車座椅降噪的目的。

2汽車座椅結(jié)構(gòu)及分類汽車座椅作為整個汽車最重要的安全部件，它對乘客的保護(hù)作用顯而易見。它不僅能使乘客在發(fā)生事故時，處在安全的生存環(huán)境內(nèi)，阻擋其他車載體進(jìn)入到這個空間；而且會使乘客在事故發(fā)生過程中能夠保持一定的安全姿勢使得意外傷害的程度降至最低。2.1汽車座椅的組成和性能要求座椅由骨架、座墊、座椅靠背、坐姿調(diào)整傳動機(jī)構(gòu)、座椅連接件、調(diào)角器、滑軌和頭枕等部件組成（如圖2.1所示）。圖2-1汽車座椅的組成結(jié)構(gòu)座椅骨架是起支撐性作用的部件，同樣還是重要的安全部件，應(yīng)滿足一定的剛度和強(qiáng)度要求。座墊及靠背需要有一定的彈性形變范圍。傳動調(diào)整機(jī)構(gòu)能夠讓座位朝各個垂直面方向移動，又能調(diào)整座墊與靠背之間的傾斜度。有些汽車座椅還配備了可手動調(diào)整的彈性式懸架和減振器，這樣才能使得即便在不同身材和體重的駕駛員的作用下，仍能確保座墊距離座架底板的高度。調(diào)角器主要對座椅靠背與坐墊之間的角度進(jìn)行調(diào)整，滑軌也是汽車座椅的安全部件之一，它主要對座椅的水平位置進(jìn)行調(diào)整，因此它需要保證足夠的強(qiáng)度和剛度用來連接座椅與地板，來增加安全性。頭枕則使乘客的肩部和頭部始終處在安全的狀況內(nèi)。汽車座椅的組成部件大都可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，比如對座椅位置可以水平改變，還可以改變頭枕的傾斜程度來放松脖頸。對汽車座椅的整體要求有：座椅應(yīng)該放置在車廂的最佳位置處；座椅的設(shè)計首先要考慮到舒適度和安全性，其次才是外形的美化；座椅盡量要朝著輕量化，結(jié)構(gòu)緊湊的方向設(shè)計，此外要保證足夠的強(qiáng)度和耐久性；安裝有可靠的鎖止裝置或者裝配安全氣囊，將意外發(fā)生時的傷害降到最低。此外還可以對座椅加裝通風(fēng)裝置，起到良好的通風(fēng)散熱效果。2.2汽車座椅的分類及設(shè)計參數(shù)要求按乘坐方式可分為：分體式座椅、半分體式座椅、整體式座椅、固定式座椅、靠背傾角調(diào)節(jié)式座椅和六向調(diào)節(jié)式座椅等。按使用方式可分為：手動座椅和電動座椅，其中電動座椅按是否具備記憶功能又可分為記憶電動座椅和普通電動座椅。按表面材料可分為：人造革材料、織物材料、絨布面料和真皮面料等。其中織物面料又可分為經(jīng)編針織布（有相互繞結(jié)關(guān)系的紗線形成的織物）和平織布（有相互垂直關(guān)系排列形成的織物）。前者優(yōu)點是具有延展性好，手感相對柔和，缺點是耐抓抽性稍差；后者優(yōu)點是耐磨及耐抓抽性好，缺點是延展性較差，手感相對較硬。真皮面料與絨布面料相比前者的優(yōu)點是散熱性能較好，清潔方便，缺點是表面太滑且容易損壞；而后者的優(yōu)點是防滑性能好，人坐上去不易打滑，透氣性極好且不易受損壞，缺點則是不容易清潔，容易藏污納垢，散熱性也比較差。汽車座椅設(shè)計參數(shù)需要滿足（表2.1）的要求。表2-1座椅設(shè)計參數(shù)要求操作性能行程方向行程范圍調(diào)角器調(diào)節(jié)角度（從設(shè)計位置）前≥40度后≥45度滑軌前后滑動前后調(diào)節(jié)前170mm/后30mm3汽車座椅噪聲分析3.1汽車座椅噪聲產(chǎn)生機(jī)理分析汽車座椅噪聲的產(chǎn)生機(jī)理主要有以下三種類型：摩擦原理(嘎嘰聲）、共振原理和敲擊聲原理。3.1.1摩擦噪聲由于兩個或幾個以上機(jī)械部件之間會發(fā)生一定程度的相對位移而在各個接觸面上產(chǎn)生摩擦噪聲。經(jīng)常會出現(xiàn)噪聲的情況主要包括:前排副儀表板與汽車座椅之間的相互摩擦、坐盆支撐骨架與坐盆懸簧鋼絲因受到乘坐者的擠壓而相互摩擦所造成的噪聲、骨架與塑料橡膠發(fā)泡之間的相互摩擦、面料與塑料橡膠護(hù)板之間的相互摩擦、塑料橡膠護(hù)板與汽車調(diào)節(jié)器上調(diào)節(jié)手柄的摩擦、材料之間的摩擦、面料與安全帶鎖扣的相互摩擦等。3.1.2共振噪聲這種共振噪聲主要是由于制造者在進(jìn)行汽車零部件設(shè)計過程中座椅上的固有頻率與發(fā)動機(jī)或汽車其它零部件的固有頻率不一致所導(dǎo)致的。如果在座椅使用過程中出現(xiàn)共振現(xiàn)象，那么就會產(chǎn)生許多不必要的損失。所以提前考慮到共振問題就顯得十分必要。3.1.3敲擊聲敲擊聲是由于兩個物體發(fā)生撞擊而發(fā)出的聲響。敲擊噪聲主要產(chǎn)生于：車身鎖鉤與靠背鎖接合時、骨架與線束在運(yùn)動過程中、頭枕導(dǎo)套與頭枕導(dǎo)桿之間以及靠背板與靠背拉鏈之間等。3.2噪聲分析方法3.2.1有限元法基本思想：將連續(xù)的求解域離散為若干有限子域，然后用分片的假設(shè)近似函數(shù)來表示整個求解域的未知變量，最后建立微分方程采用數(shù)值方法求解未知變量。它的特點是：適用性廣泛、可以解決復(fù)雜的結(jié)構(gòu)適應(yīng)性問題、高效性。有限元法的解題步驟：1.簡化結(jié)構(gòu)力學(xué)模型2.選擇位移模式3.獲取單元性質(zhì)4.建立結(jié)構(gòu)的運(yùn)動方程5.求解運(yùn)動方程3.2.2邊界元法邊界元法可以解決由于聲空間體積變大導(dǎo)致運(yùn)算量增大，計算成本增加的問題。邊界元法在已知結(jié)構(gòu)表面的某一點復(fù)聲場電壓或復(fù)振動速度的前提下，便可由邊界條件求出結(jié)構(gòu)表面某一點處的未知量。利用結(jié)構(gòu)表面任一點的復(fù)聲壓和復(fù)振動速度，然后通過赫姆霍茲數(shù)值積分，那么聲場中的任意一點的復(fù)聲壓便可以很容易獲得。除此之外，邊界元法還能夠?qū)︸詈蠁栴}和非耦合問題進(jìn)行分析。3.2.3傳遞路徑分析法傳遞路徑分析方法TPA（Transfer

Path

Analysis）的目的主要是：確定主要的能量傳遞路徑確定激勵源是否存在。通常的試驗步驟如下：對每個傳遞路徑的源頭加入激勵，然后對各處的響應(yīng)進(jìn)行測量，最后通過頻域法或時域法建立相對應(yīng)的矩陣；測量穩(wěn)態(tài)響應(yīng)；分析傳遞路徑。在本文的研究中，對汽車座椅結(jié)構(gòu)的噪聲特性進(jìn)行分析時，可以通過有限元方法對汽車座椅骨架結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析求解。3.3汽車座椅噪聲被動控制方法3.3.1隔振降噪針對振動而引起的噪聲，我們可以通過隔絕振動源或者抵消振動來降低噪聲。首先，可以通過振動檢測裝置或者傳感器找出振動幅度較大的位置，然后在這些位置增設(shè)隔音裝置來隔絕振動源。還可以在這些振動幅度較大的位置增加質(zhì)量塊來降低振動幅度，以此來達(dá)到阻抵消振動、降低噪聲的目的。3.3.2阻斷振動傳播路徑降噪我們通常會將汽車座椅和與汽車座椅相聯(lián)結(jié)部件處的聯(lián)結(jié)裝置更換為具有彈性的連接件。以此來使得振動傳遞過程中的能量逐步散失，最終達(dá)到阻斷振動傳播路徑的目的，大大地降低了噪聲。3.3.3優(yōu)化座椅結(jié)構(gòu)降噪通過調(diào)整某些結(jié)構(gòu)參數(shù)使得座椅有更好的物理特性，比如使用摩擦系數(shù)更小座椅結(jié)構(gòu)材料，來減小座椅內(nèi)各個部件之間的相互摩擦。通過在座椅表面增加吸聲材料或安裝消音裝置來降低噪聲等。

4汽車座椅結(jié)構(gòu)模態(tài)分析4.1模態(tài)分析概述模態(tài)是指結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的自然振動特性，每一模態(tài)都具有特定的阻尼比、固有頻率以及模態(tài)振型，這些模態(tài)參數(shù)可以通過計算或試驗分析獲得，這樣的試驗分析或計算的過程稱為模態(tài)分析。結(jié)構(gòu)模態(tài)分析法，可以得出機(jī)械結(jié)構(gòu)在某一特定頻率范圍內(nèi)各階模態(tài)的振動特性，以及在特定頻率范圍內(nèi)不同的內(nèi)外振動源對機(jī)械結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)，因此，可以通過模態(tài)分析方法獲得結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)并結(jié)合相關(guān)試驗，利用這些數(shù)據(jù)可以對某一結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新優(yōu)化設(shè)計。通過計算座椅的模態(tài)頻率及振型可以對其設(shè)置固有頻率來避開發(fā)動機(jī)經(jīng)常工作的頻率范圍。分析座椅骨架模型的共振頻率，能夠了解汽車座椅結(jié)構(gòu)的動態(tài)性能。通過對模態(tài)振型的分析，對局部形變較大的部分加以調(diào)整，這樣就可以使振動噪聲的傳遞方式發(fā)生改變，從而達(dá)到降低噪聲的目的。4.2模態(tài)分析方法和步驟模態(tài)分析方法：1.試驗?zāi)B(tài)分析；2.工作模態(tài)分析；3.工作變形分析。模態(tài)分析步驟：建立幾何模型；劃分網(wǎng)格；加載和求解；擴(kuò)展模態(tài)；查看結(jié)果與后處理。4.3汽車座椅骨架結(jié)構(gòu)建模汽車座椅結(jié)構(gòu)有限元模型的準(zhǔn)確程度將會直接影響后續(xù)數(shù)據(jù)分析的可靠度，因此建立可靠又準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)有限元模型就顯得特別重要。但是對座椅結(jié)構(gòu)有限元做的過于精細(xì)，那么在進(jìn)行模態(tài)分析時便會產(chǎn)生相當(dāng)大的計算量，因為一些細(xì)小的結(jié)構(gòu)對座椅結(jié)構(gòu)和力學(xué)特性產(chǎn)生的影響很小，為此本節(jié)主要對汽車座椅的有限元模型進(jìn)行了簡化。建模之前首先通過相關(guān)資料可以大致確定座椅各部分的設(shè)計參數(shù)，然后根據(jù)某款汽車座椅的設(shè)計參數(shù)，建模大致步驟如下：1.底座的初始建模2.連接板及螺釘?shù)膭?chuàng)建3.靠背的初始建模4.對相關(guān)零部件進(jìn)行約束裝配。裝配后的汽車座椅模型（如圖4.1）。圖4-1汽車座椅骨架三維幾何模型

4.4汽車座椅結(jié)構(gòu)模態(tài)分析在進(jìn)行模態(tài)分析之前，我們首先需要知道模態(tài)分析中“階”是什么意思?！半A”也被稱為自由度，用來表示空間運(yùn)動中某一結(jié)構(gòu)所需要的最少的，并且相互獨立的坐標(biāo)個數(shù)。某一質(zhì)點在三維空間中的運(yùn)動有三個自由度，剛體的運(yùn)動則有六個自由度，在實際情況中，一個連續(xù)體模型會有無窮多個自由度，在進(jìn)行有限元分析的過程中，我們通常會將連續(xù)的無窮多個自由度的問題，離散成為有限多個自由度的問題。這樣一來，我們再去分析改結(jié)構(gòu)模型時就會比較容易。求解步驟：首先設(shè)定模態(tài)分析提取階數(shù)為20階，然后對座椅骨架模型進(jìn)行模態(tài)分析得到（表4.1）中汽車座椅的各階模態(tài)頻率。表4-1汽車座椅骨架各階模態(tài)頻率階數(shù)模態(tài)頻率/Hz階數(shù)模態(tài)頻率/Hz116.6031193.18223.46412101.88334.21613103.02436.95614118.25551.64615126.43654.85616129.38764.15717136.79871.0518152.87973.62519161.121080.06520164.6通過相關(guān)資料可知，汽車在行駛中各個部件都會產(chǎn)生不同程度的振動，某處的振動效果會隨著能量傳遞過程而減弱，所以最后傳遞到座椅的振動頻率會下降。相關(guān)資料顯示，某車型以某一車速行駛在顛簸路面上，汽車座椅出現(xiàn)嚴(yán)重晃動并產(chǎn)生巨大噪聲。根據(jù)相關(guān)檢測發(fā)現(xiàn)座椅振動能量主要集中在0.5-25Hz。座椅一階模態(tài)頻率與整車行駛中部分模態(tài)重合，產(chǎn)生共振現(xiàn)象。從模態(tài)分析得出的結(jié)果來看，該座椅骨架的一階模態(tài)頻率處在車輛在行駛過程中產(chǎn)生的振動頻率范圍內(nèi)，這樣座椅就會和發(fā)動機(jī)共振，產(chǎn)生振動噪聲，降低乘客的乘坐體驗感。因此需要通過提高座椅的固有頻率來降低共振噪聲。4.5汽車座椅降噪改進(jìn)措施針對上述分析結(jié)果提出以下改進(jìn)措施：可以提高座椅模態(tài)頻率，錯開與汽車其他相關(guān)部件模態(tài)頻率的百分之十到百分之二十以內(nèi)，提高座椅的模態(tài)頻率的手段有：提高座椅剛度或者優(yōu)化靠背質(zhì)量分布。借鑒相關(guān)研究結(jié)論，我們可以用一種汽車座椅剛度自適應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法可以改變座椅的剛度，利用傳感器對路面信息和汽車座椅的剛度進(jìn)行采集，并從預(yù)設(shè)的調(diào)整策略中獲取與所述路面信息對應(yīng)的目標(biāo)剛度值，通過將該目標(biāo)剛度值與采集獲得的座椅剛度值進(jìn)行比較，根據(jù)結(jié)果，對汽車座椅的剛度進(jìn)行合理的調(diào)整，使得汽車座椅的剛度值等于所述目標(biāo)剛度值，從而實現(xiàn)了不同路面條件下汽車座椅剛度的自動調(diào)整。還可以減小汽車座椅振動幅度，比如在座椅靠背上布置質(zhì)量塊、動力吸振器等。其中動力吸振器可以通過吸收靠背的振動能量，減小靠背振動的激勵力，從而降低振動噪聲。5總結(jié)本論文的主要目標(biāo)是降低汽車座椅的振動噪聲，從而提高乘客的乘坐舒適性和駕駛體驗感，然后基于噪聲特性提出改進(jìn)措施。論文主要分以下幾部分進(jìn)行論述。第1章首先對本課題的課題背景進(jìn)行了梳理，接著說明了汽車振動與噪聲檢測技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展歷程,然后針對汽車座椅進(jìn)行了國內(nèi)外現(xiàn)狀分析，最后確定了本文的主要研究內(nèi)容。第2章主要認(rèn)識了汽車座椅的結(jié)構(gòu)，包括汽車座椅的組成、各主要組成部件的使用要求以及汽車座椅在不同分類要求的產(chǎn)生的座椅類型和座椅部分零部件設(shè)計的參數(shù)需求。第3章首先介紹了汽車座椅噪聲的三種產(chǎn)生機(jī)理，然后闡述了噪聲分析的三種方法，最后列舉了控制汽車座椅噪聲的三種方法，包括隔絕振動源降噪、阻斷振動傳播路徑降噪以及優(yōu)化座椅結(jié)構(gòu)降噪。第4章主要對汽車座椅的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析，首先對汽車座椅骨架結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模，然后將建立好的模型導(dǎo)入有限元分析軟件中進(jìn)行模態(tài)分析計算并求解出座椅骨架的模態(tài)頻率，最后針對模態(tài)分析結(jié)果提出相應(yīng)的汽車座椅降噪改進(jìn)措施。這次論文的寫作花費(fèi)了我近幾個月的時間，從開始的查閱文獻(xiàn)，確定研究方向，構(gòu)思論文結(jié)構(gòu)，確定大綱，到初稿完成，這整個寫作過程讓我的學(xué)習(xí)能力得到了提高，并且我對于自己的能力，也有了一定的了解。本論文的研究大多在理論層面上進(jìn)行了分析概述，具體實踐過程由于某些因素不能進(jìn)行，我自知能力有限，所以整篇論文的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)難免會存在沒有顧及到的地方，還請各位老師加以批評和改正，之后，我會利用更多的資源對未能做好的內(nèi)容再加以研究。參考文獻(xiàn)[1]武海強(qiáng).汽車座椅噪聲在線檢測的研究與實現(xiàn)[D].燕山大學(xué),2017.[2]喻肇斌.汽車座椅振動噪聲信號檢測系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].燕山大學(xué),2015.[3]黃斌,蔣祖華,嚴(yán)雋琪.汽車座椅系統(tǒng)動態(tài)舒適性的研究綜述[J].汽車科技,2001,(6):13-16.[4]歐陽丹.基于動態(tài)舒適性的汽車座椅系統(tǒng)的研究[D].湘潭大學(xué),2012.[5]RobertCoulson.MethodforMeasuringVehicleNoiseSourceHeightsandSubsourceSpectra[J].TransportationResearchRecord,1996,1559(1).[6]陳洪娟,洪連進(jìn),李智慧.PULSE系統(tǒng)在水聲換能器自動化校準(zhǔn)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].計量與測試學(xué)術(shù)交流會,2007:357-359.[7]MichaelDanos.FractalsandChaosinGeologyandGeophysics,SecondEdition[J].JohnWiley&Sons,Ltd,1998,79(29).[8]蔣濟(jì)同,唐世振.基于MATLAB的振動信號采集與分析系統(tǒng)的研究[A].中國力學(xué)學(xué)會、中國振動工程學(xué)會、中國航空學(xué)會、中國機(jī)械工程學(xué)會、中國宇航學(xué)會.第九屆全國振動理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C].中國力學(xué)學(xué)會、中國振動工程學(xué)會、中國航空學(xué)會、中國機(jī)械工程學(xué)會、中國宇航學(xué)會:中國力學(xué)學(xué)會,2007:1.[9]任自中.虛擬技術(shù)在內(nèi)燃機(jī)試驗研究中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)學(xué)報,2001(01):76-79.[10]嚴(yán)桃平.發(fā)動機(jī)缸蓋振動測試系統(tǒng)的開發(fā)研究[D].江蘇:江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文,2007:32-40.[11]郭