共振式消声器常被用于降低汽车排气系统的低频噪声,但因其结构单一和频带较窄等缺点,排气系统的低频噪声很难被完全消除,所以,降低消声器低频噪声、拓宽共振频带和估算共振消声器固有频率是消声器设计时的主要出发点。本文以某款车用排气消声器为研究对象,采用仿真计算和实验测试相结合的研究方法,在分析其结构参数对消声性能影响规律的基础上,开展了消声器共振结构优化设计。首先,分析了该消声器的消声性能。利用有限元法建立了声学模型,仿真结果表明该消声器低频频段消声性能较弱;基于两负载法搭建了消声器传递损失实验台架,对比分析仿真结果与实验结果,验证了建立的声学模型的正确性。其次,建立了单腔共振消声器模型,采用数值和仿真相结合的方法分析总结了消声性能随共振结构的影响规律。基于集中参数模型分析了共振腔结构参数(腔体体积、连接管直接/长度和内插管长度)对共振频率和传递损失的影响;在机械—声学类比模型的基础上提出了消声器共振腔体串联、并联和混联的多自由度弹簧振子公式,通过仿真对比验证了建立的公式的可靠性,利用该公式预测多腔共振的共振频率和对应的传递损失值;分析了穿孔板孔径、孔隙率和板后空腔距离以及双层穿孔板板后空腔距离等结构参数对共振消声器消声性能的影响;通过对单腔共振消声器结构参数的分析总结,为该车用消声器共振结构的改进设计提供了依据。最后,根据上述结果,确定通过两方面进行优化设计:一方面可以通过改变共振腔腔体体积、穿孔板板后空腔距离及孔径大小提高消声器低频降噪能力;另一方面,在前者的基础上,使用双层穿孔板结构提高消声器整体消声性能。改进后的消声器不仅低频频段消声量明显提高且频段变宽,总体消声量得到改善。本文通过对某车用共振式消声器实验分析和优化设计,可提高汽车共振消声器性能,为消声器设计提供技术支持。