论文部分内容阅读
汽车车身结构的主要部件可以分为基础框架结构、板结构及相关附属结构,这些主要部件均可被视为由简单梁板子结构通过不同的连接方式组合而成,其中,基础框架与板结构是车身振动能量及低频噪声传递的重要路径。为了深入掌握实际复杂车体结构低频段振动噪声特性,本项研究依据白车身结构的振声传递机理,建立了框架式筋板组合模型,围绕局部特性参数对于框架-板组合结构整体振声特性的影响机制,开展了综合性的基于模态叠加方法的理论分析、基于有限元方法的仿真计算和相关的实验测试研究。本文首先详细总结了弹性体弯曲振动及声辐射分析理论、简单组合结构的功率流传递理论和基于模态叠加方法的声固耦合特性理论,并依据经典理论计算了矩形薄板的振声响应,通过比较理论解析结果和有限元计算结果,验证了数例模型的正确性和有限元仿真的有效性。上述内容是本项研究分析框架-板组合结构及各子系统振声特性关键影响参数的理论基础。根据梁板结构的模态叠加理论,本文深入探讨分析了局部特性改变(局部质量和声腔体耦合特性)对于矩形薄板振声特性的影响机理,通过解析方法计算了系统的动态响应特性和声辐射特性,并通过有限元振声计算软件及实验测试予以验证。理论及实验研究结果表明:相比于局部质量的位置变化,薄板结构低阶模态的振动和声辐射特性对局部质量大小的变化更为敏感,同时,与薄板结构耦合的声腔体尺寸越小,声固耦合的作用越显著。以此为基础,本研究引入具有低模态密度特征的框架子结构,并建立了框架-板组合结构模型,通过有限元数值仿真的分析方法深入研究分析框架子结构、板子结构及其连接方式等局部特性参数变化对于组合模型的整体动力学特性的影响,并对于部分关键影响参数进行了实验验证。研究结果表明:板子结构及与框架上边框刚度变化对组合模型动力学特性影响最显著。在组合结构动力学特性分析的基础上,为了进一步探究对于组合结构的结构声传递特性与各子系统间的影响关系,本文以框架结构作为激励源输入结构,薄板结构作为振动能量接收结构和主要噪声辐射源结构,根据导纳功率流理论和有限元仿真计算,并辅以实验测试方法,对比分析了局部特性对于框架处的输入功率流和板的振动能量响应(传递功率)的影响特性。研究表明:框架式筋板组合结构的功率流特性主要取决于框架结构,与之固联的板类结构起到振动修正的作用,且(加筋)板结构刚度越大,两者耦合作用越强,修正作用越明显。本项研究为框架-板组合结构振声特性分析提供了一套较为完整的分析计算框架,部分研究成果将直接有助于理解和掌握实际复杂车体结构在工作过程中的振动噪声现象,并为汽车NVH优化与控制措施的提出提供有力的理论借鉴。