重型车驾驶室声学分析与控制

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随着人们生活质量的改善,普通大众对乘车环境的要求也愈加提高。而车内噪声水平已经成为了影响车辆乘坐舒适性的重要因素,其不仅会对车内乘坐环境产生重要影响,还会对车辆周围环境造成严重的噪声污染。汽车噪声中,人们最关注的是车内噪声,车内噪声过大会严重影响汽车的乘坐舒适性、安全性以及人们在车内对各种信号的识别能力与人的心理状态等。因此,车内噪声作为汽车乘坐舒适性的重要指标之一,已成为各大汽车研发单位重点考虑的对象,并长期致力于此课题的研究。  本文以某款重型商用车为研究对象,对比利用声学有限元法与声学边界元法,对重型车驾驶室内低频噪声进行分析。在此基础上,对驾驶室板件结构进行厚度优化并在车身内壁添加吸声材料,以此达到对驾驶室内噪声控制的目的。  第一,在三维建模软件 Pro/E中建立驾驶室白车身、有座椅与无座椅的驾驶室内部声腔三维实体模型,并将模型导入有限元分析软件Hypermesh中进行有限元前处理操作,得到结构有限元模型、驾驶室内部声腔有限元模型与场点模型。  第二,对车身结构进行模态分析,通过与生产厂家提供的数据进行对比,验证了所建模型的准确性。继而对驾驶室内部有座椅声腔与无座椅声腔进行模态分析,对比发现有座椅空腔模型的模态频率比同阶无座椅空腔模型的模态频率稍低,更接近实际模型。  第三,对模型进行强迫响应分析以及车内声压水平分析。在模态分析的基础上,模拟车架对驾驶室的激励,分析0~200Hz频率内驾驶室模型的强迫响应特性情况。以求得的振动速度响应结果作为边界条件,对比利用声学有限元与声学边界元进行车内耦合声场分析。  第四,对目标场点的噪声值进行板块贡献量分析,分析表明车棚、地板、前围、后围、左右两侧围贡献量较大。根据上述板块贡献量分析结果,对车身板件厚度进行优化并在车室内壁添加吸声材料,经过以上两种方式改进后,驾驶员右耳以及副驾驶左耳位置在20~200Hz频率范围内的声压值均有所降低,其中,驾驶员右耳位置的最大声压降低了8dB左右,而副驾驶左耳位置处最大声压降低了7dB左右,表明改进较为成功。
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