【摘 要】
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汽车的NVH性能直接影响驾乘人员的乘坐舒适性,成为评价汽车性能的重要指标之一。组成车身的薄壁板件在外界激励下很容易引起振动而向车内辐射结构噪声,对其进行自由阻尼处理,可以有效抑制板件的局部振动,因处理方式相对简单,从而得到广泛应用。但是在理论仿真分析时通常凭借经验对阻尼参数进行取值,缺少阻尼材料的参数特性;另外敷设阻尼材料增加了重量和生产成本,因此需要考虑阻尼材料分布的问题。针对阻尼材料在车身类结
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汽车的NVH性能直接影响驾乘人员的乘坐舒适性,成为评价汽车性能的重要指标之一。组成车身的薄壁板件在外界激励下很容易引起振动而向车内辐射结构噪声,对其进行自由阻尼处理,可以有效抑制板件的局部振动,因处理方式相对简单,从而得到广泛应用。但是在理论仿真分析时通常凭借经验对阻尼参数进行取值,缺少阻尼材料的参数特性;另外敷设阻尼材料增加了重量和生产成本,因此需要考虑阻尼材料分布的问题。针对阻尼材料在车身类结构-声腔耦合系统的布置问题,论文对常用的阻尼材料力学特性进行试验测试获取其特性参数,利用简易阻尼结构-声腔系统有限元模型进行以声压幅值最小为目标的阻尼拓扑优化和试验验证,进而以振动传递函数幅值和最小为目标进行拓扑优化,获得白车身阻尼板的优化布置。论文首先对粘弹性材料的力学特性进行分析讨论,基于阻尼材料弹性模量和损耗因子与自由阻尼结构参数的关系式,制备样件对阻尼材料参数进行测试,获得阻尼材料参数随温度和频率变化的阻尼特性曲线并进行分析。以一简易的自由阻尼结构-声腔耦合系统为对象,结合阻尼测试参数建立更精确的有限元模型并进行了试验验证。分析了阻尼参数随温度和频率变化对声压频响函数的影响,表明在500Hz以下可用参数的期望值代替频变参数进行计算。分别以声压频响函数的两个峰值最小为目标,体积分数为约束对阻尼材料进行拓扑优化,试验表明优化后的两种阻尼分布分别使各自目标频率处的声压幅值最小,验证了优化的有效性。最后,建立了某MPV白车身的有限元模型,用Optistruct对其自由模态进行分析,搭建白车身模态测试系统对其进行了自由模态测试试验,通过典型振型和固有频率的对比验证了模型的正确性。采用频率响应法计算在车身底盘关键安装点处激励下,驾驶员座椅右后安装点处的振动频响函数。选取9个峰值较大的频响函数,以其振动幅值的和最小为目标,约束材料体积分数与优化前一致进行拓扑优化,敷设优化方案阻尼后白车身振动频响函数峰值均有减小,其振动特性得到提升,实车测试也验证了优化方案的有效性。
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