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汽车底盘风噪声对车内噪声水平的贡献研究

杜敏韬  
【摘要】:风噪声是轿车高速行驶时最重要的车内噪声来源。随着车身板件轻量化的发展,加之后视镜等部位引起的车窗风噪声逐渐得到控制,由底盘部位引起并经由底板传入车内的底盘风噪声问题逐渐突出。已有的试验研究表明底盘风噪声主要集中于500Hz以下的中低频段,而低频噪声对人体的生理健康有着严重的威胁。针对这一问题,本文采用计算流体力学结合计算气动声学的数值模拟方法对轿车底盘风噪声的产生及传递机理进行了深入研究,并探索了降低底盘风噪声的措施。具体工作如下:首先,采用简易模型对仿真计算方法的可靠性进行了验证。在外声场计算结果中,声指向性特征显示拟采用的方法能有效模拟偶极子噪声源和四极子噪声源。在内声场结果中,两个监测点的频谱曲线以及总声压级与试验值相比,均在误差可接受范围之内,从而验证了仿真计算方法的有效性。然后,基于同样的仿真技术路线对实车底盘风噪声进行了计算分析。结合模态分析,驾驶员头部接收点的噪声频谱表明声压峰值对应频率与某一阶次的底板结构模态频率及声腔模态频率基本吻合。此外针对轻量化设计,对比分析了不同底板厚度对车内声学响应的影响。在对比车窗部位的风噪声贡献时发现,在250Hz以下,底盘风噪声强度显著高于经车窗部位传递的风噪声,在450Hz以上则反之。最后,分析了在地板上添加阻尼材料以及改变底盘气流分离对降低底盘风噪声在车内噪声贡献的效果。结果表明:相对于丁基橡胶阻尼片,沥青阻尼片降噪效果更显著,降噪幅度达12.38dB。而通过增设发动机舱底护板以及加装扰流板可使噪声最多下降8.18dB。本论文针对乘用车底盘风噪声所开展的数值研究,对汽车底盘风噪声的继续深入研究及产品设计均有指导意义,对车身底板轻量化设计也具有参考价值。


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