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大型客车车身的阻尼减振降噪技术研究

王世超  
【摘要】:随着科学技术的不断进步和人们对客车舒适度要求的日益提高,大型客车的噪声、振动、平顺性特性已成为评判其整体性能的重要指标,因此如何有效的减少振动、降低车内噪声也已成为了各大汽车生产厂家共同关注的问题。 客车运行时,车身的薄壁板结构受到来自轮胎、动力系统及发动机等的激励作用后,很容易产生振动,并向车内辐射噪声。而在车身敷设粘弹性阻尼材料的方法能起到显著的减振降噪效果,因此其深受汽车设计者们的青睐。本文以数值仿真分析为主线对广东云山车辆厂生产的BY6128型客车的车身声-固耦合系统和薄壁阻尼复合结构的振动-声学特性进行了研究。 本文以公司提供的车身CAD图纸为依据,在CATIA和Hypermesh平台建立了较为完善的BY6128型客车车身有限元模型,并在此基础上对车身骨架结构和车室腔体的模态特性进行分析,利用获取的相关模态频率和模态振型为车身结构设计提供建议。为了准确的描述车室的声学特性,基于边界元法对车室进行声场分析和车身板块贡献度分析,进而找出车内噪声声压峰值处所对应的振动频率及该峰值下的“噪声源”板块,为车身结构的针对性修改提供参照。 为了准确描述阻尼复合结构的减振降噪特性,对阻尼复合结构的建模方法、评价指标进行了研究,并基于模态应变能算法,计算分析了阻尼复合结构的几何参数和材料参数对结构减振性能的影响。同时以车身薄壁结构为例,采用间接边界元法对比分析了添加阻尼层前后车身薄壁结构的声辐射灵敏度。 围绕车身减振降噪这一目标和车身设计轻量化的要求,文中用近似优化算法对阻尼复合结构进行了优化设计。基于响应面法建立阻尼复合结构的声辐射特性、模态频率和损耗因子与结构参数关系的数值模型,并运用MATLAB优化工具箱求取了相应约束条件下的最佳阻尼复合结构参数。综合研究内容对车身结构阻尼处理后取得了较好减振降噪效果。


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