第七章汽車NVH特性

1、第七章第七章 車身車身NVH特性研究特性研究 (補充補充)oNVHnNNoise（噪聲）（噪聲）nVVibration（振動）（振動）nHHarshness（聲振粗糙感）（聲振粗糙感）n三者常同時出現(xiàn)且密不可分三者常同時出現(xiàn)且密不可分o汽車汽車NVH特性特性n指在車室振動、噪聲的作用下，乘員舒適性主觀感受的指在車室振動、噪聲的作用下，乘員舒適性主觀感受的變化特性變化特性n是人體觸覺、聽覺以及視覺等方面感受的綜合體現(xiàn)，也是人體觸覺、聽覺以及視覺等方面感受的綜合體現(xiàn)，也可以用振動、噪聲等性能的客觀物理量加以衡量可以用振動、噪聲等性能的客觀物理量加以衡量o第一節(jié)第一節(jié) 汽車汽車NVHNVH特性特性一

2、、概述一、概述o汽車上的振動汽車上的振動n路面不平度引起的車身垂直方向振動路面不平度引起的車身垂直方向振動n發(fā)動機不平衡往復慣性力產生的車身振動發(fā)動機不平衡往復慣性力產生的車身振動n轉向輪的擺振轉向輪的擺振n傳動系的扭轉振動等傳動系的扭轉振動等o特點特點很多振動都是隨機振動，通常用振動量的均方根值來很多振動都是隨機振動，通常用振動量的均方根值來衡量，并且按照頻率加權計算衡量，并且按照頻率加權計算對人體舒適性影響較大的振動主要表現(xiàn)為界面點對人對人體舒適性影響較大的振動主要表現(xiàn)為界面點對人體輸入的低頻振動，頻率范圍體輸入的低頻振動，頻率范圍180Hz左右左右界面點：轉向盤、儀表板、地板、座椅、耳旁

3、界面點：轉向盤、儀表板、地板、座椅、耳旁噪聲噪聲o是是NVH問題中很重要的部分問題中很重要的部分o車內噪聲車內噪聲n車身壁板振動產生的噪聲車身壁板振動產生的噪聲n空氣沖擊摩擦車身形成的噪聲空氣沖擊摩擦車身形成的噪聲n外界噪聲源（如發(fā)動機、輪胎、制動器等）傳入的噪聲外界噪聲源（如發(fā)動機、輪胎、制動器等）傳入的噪聲o車外噪聲車外噪聲n城市環(huán)境主要的噪聲源，必須嚴格控制城市環(huán)境主要的噪聲源，必須嚴格控制標準標準n車外噪聲：車外噪聲：oGB1495-2002：汽車加速車外噪聲小于：汽車加速車外噪聲小于88dB，M1類汽車應小于類汽車應小于77 dBn車內噪聲：車內噪聲：o美國在美國在1985年就規(guī)定公

4、共汽車的車內噪聲不得超過年就規(guī)定公共汽車的車內噪聲不得超過80dBo我國尚無強制性法規(guī)我國尚無強制性法規(guī)噪聲的計算噪聲的計算o早期，以試驗方法為主早期，以試驗方法為主n利用診斷技術識別出噪聲源，然后通過改進聲源結構減小其利用診斷技術識別出噪聲源，然后通過改進聲源結構減小其產生的噪聲，或切斷噪聲的傳播途徑來控制車內噪聲產生的噪聲，或切斷噪聲的傳播途徑來控制車內噪聲o仿真計算仿真計算n借助噪聲分析軟件，建立聲學模型借助噪聲分析軟件，建立聲學模型n預測車內噪聲，分析其產生機理和傳播途徑，在產品設計階預測車內噪聲，分析其產生機理和傳播途徑，在產品設計階段對噪聲進行有效控制段對噪聲進行有效控制聲振粗糙感

5、聲振粗糙感o指的是振動和噪聲的品質指的是振動和噪聲的品質o不是一個與振動、噪聲相并列的物理概念不是一個與振動、噪聲相并列的物理概念o描述的是人體對振動和噪聲的主觀感覺，不能直接用客描述的是人體對振動和噪聲的主觀感覺，不能直接用客觀測量方法來度量觀測量方法來度量o汽車的乘坐舒適性最終要表現(xiàn)為人體的感覺，所以聲振汽車的乘坐舒適性最終要表現(xiàn)為人體的感覺，所以聲振粗糙感在粗糙感在NVH特性研究中占有十分重要的地位特性研究中占有十分重要的地位o汽車公司采用專家實際乘坐汽車的方式來最終評價汽車汽車公司采用專家實際乘坐汽車的方式來最終評價汽車NVH特性特性o1.噪聲的客觀量度噪聲的客觀量度o聲壓聲壓p是指媒

6、質受到聲擾動后壓強的改變量。設靜態(tài)大氣壓強為是指媒質受到聲擾動后壓強的改變量。設靜態(tài)大氣壓強為p 0，空氣受，空氣受到聲擾動后的壓強為到聲擾動后的壓強為p ，則，則o聲強聲強I在單位時間內流過垂直于聲傳播方向上的單位面積的平均在單位時間內流過垂直于聲傳播方向上的單位面積的平均聲能通量聲能通量o聲壓級聲壓級o聲強級聲強級0Iwco二、聲學基礎理論二、聲學基礎理論o2、噪聲的主觀量度與計權聲級、噪聲的主觀量度與計權聲級n人耳對噪聲的主觀感受不但與聲音的強弱有關，還與頻率有人耳對噪聲的主觀感受不但與聲音的強弱有關，還與頻率有關，在人耳敏感頻段的聲音聽起來會更響一些關，在人耳敏感頻段的聲音聽起來會更響

7、一些n以以1000Hz純音為標準，定義其聲壓級為響度級，單位為純音為標準，定義其聲壓級為響度級，單位為phon。其它頻率聲音的響度級通過與。其它頻率聲音的響度級通過與1000Hz的純音相比的純音相比較確定較確定n將不同頻率下同樣響度級的各點連接起來，得到將不同頻率下同樣響度級的各點連接起來，得到等響曲線等響曲線o2、噪聲的主觀量度與計權聲級、噪聲的主觀量度與計權聲級n為了使聲音的量度與人耳聽覺感受一致，在聲級計等測量儀器上都設置為了使聲音的量度與人耳聽覺感受一致，在聲級計等測量儀器上都設置了頻率計權網絡（即濾波器），對所測量的噪聲信號按頻帶進行衰減了頻率計權網絡（即濾波器），對所測量的噪聲信號

8、按頻帶進行衰減n根據(jù)頻率響應特性不同，計權網絡可分為多種根據(jù)頻率響應特性不同，計權網絡可分為多種nA級計權網絡級計權網絡o按照按照40phon等響曲線修正的，代表著人耳對低聲壓噪聲響亮程度等響曲線修正的，代表著人耳對低聲壓噪聲響亮程度的感覺的感覺o與噪聲對人體的危害程度有良好的相關性，最能反映人耳與噪聲頻與噪聲對人體的危害程度有良好的相關性，最能反映人耳與噪聲頻率響應特性之間的關系率響應特性之間的關系o應用最為廣泛應用最為廣泛o汽車n激勵源：發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、車輪和輪胎、不平路面和風等n 傳遞器：懸架系統(tǒng)、 懸置系統(tǒng)、 車身結構系統(tǒng)n響應器：車身和車室空腔三、汽車中的三、汽車中的NVH現(xiàn)象現(xiàn)象

9、o汽車汽車n激勵源：發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、車輪和輪胎、不平路面和風等激勵源：發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、車輪和輪胎、不平路面和風等n傳遞器：懸架系統(tǒng)、懸置系統(tǒng)、車身結構系統(tǒng)傳遞器：懸架系統(tǒng)、懸置系統(tǒng)、車身結構系統(tǒng)n響應器：車身和車室空腔響應器：車身和車室空腔o汽車上的汽車上的NVH現(xiàn)象現(xiàn)象n描述乘員的主觀感受描述乘員的主觀感受n分為振動、噪聲等多種感覺分為振動、噪聲等多種感覺n將乘員的主觀感受與客觀的描述聯(lián)系起來，用于對汽車將乘員的主觀感受與客觀的描述聯(lián)系起來，用于對汽車NVH特性的評特性的評價與診斷價與診斷o車身系統(tǒng)是整車車身系統(tǒng)是整車NVH系統(tǒng)的響應器，其振動響應特性系統(tǒng)的響應器，其振動響應特性直接影響

10、著整車的直接影響著整車的NVH特性特性o車身作為振動、噪聲傳遞途徑中的重要環(huán)節(jié)，其聲學車身作為振動、噪聲傳遞途徑中的重要環(huán)節(jié)，其聲學傳遞特性也對車內的噪聲水平有重要的影響傳遞特性也對車內的噪聲水平有重要的影響o車內噪聲車內噪聲n結構噪聲：外界激勵引起車身壁板振動產生的噪聲結構噪聲：外界激勵引起車身壁板振動產生的噪聲n空氣噪聲：車室外通過車身孔隙進入車內的噪聲空氣噪聲：車室外通過車身孔隙進入車內的噪聲四、四、車車身身的的NVH特特性性o汽車汽車NVH特性設計方法特性設計方法n建立在建立在CAE基礎之上基礎之上n以改善汽車以改善汽車NVH特性為目標特性為目標n聲學設計方法：以降低車內總體噪聲水平為

11、目的聲學設計方法：以降低車內總體噪聲水平為目的o汽車汽車NVH特性設計方法貫穿于新車型的研發(fā)過程，也特性設計方法貫穿于新車型的研發(fā)過程，也在現(xiàn)有車型的改進設計中起到重要作用在現(xiàn)有車型的改進設計中起到重要作用o第二節(jié)第二節(jié) NVH特性設計特性設計方法方法o整車研發(fā)過程中，整車研發(fā)過程中，NVH特性研究分為以下四個階段：特性研究分為以下四個階段：調研，對標，確定整車調研，對標，確定整車NVH特性目標特性目標分級匹配各整車仿真分析分級匹配各整車仿真分析系統(tǒng)、子系統(tǒng)的系統(tǒng)、子系統(tǒng)的NVH目標目標部件結構設計，實現(xiàn)子系統(tǒng)和整車的性部件結構設計，實現(xiàn)子系統(tǒng)和整車的性能目標能目標樣車的試驗與調整樣車的試驗與

12、調整o整車水平的整車水平的NVH目標在項目的早期制訂目標在項目的早期制訂o主要步驟：主要步驟：根據(jù)目標人群特點和顧客的駕駛評估確定與汽車根據(jù)目標人群特點和顧客的駕駛評估確定與汽車NVH特性相關的重特性相關的重要項目，如：車內噪聲、地板振動、轉向盤抖動等要項目，如：車內噪聲、地板振動、轉向盤抖動等制訂主觀制訂主觀NVH目標目標o對標、顧客和專家的駕駛評價對標、顧客和專家的駕駛評價o對將要開發(fā)汽車性能的未來規(guī)劃對將要開發(fā)汽車性能的未來規(guī)劃o車內的噪聲水平、振動感受等車內的噪聲水平、振動感受等對標車試驗，據(jù)此建立整車對標車試驗，據(jù)此建立整車NVH目標目標o確定其客觀性能確定其客觀性能o將主觀將主觀N

13、VH目標轉化為客觀的整車目標轉化為客觀的整車NVH目標目標n駕駛員耳旁聲壓級駕駛員耳旁聲壓級n敏感點加速度響應敏感點加速度響應n車身振動模態(tài)頻率等車身振動模態(tài)頻率等1.研究并規(guī)劃在這個市場定位水平上的未來研究并規(guī)劃在這個市場定位水平上的未來NVH特性的改進趨勢特性的改進趨勢一、整車一、整車NVH目標的確定目標的確定o整車水平的整車水平的NVH目標包括：目標包括：n與不平路面有關的前座椅振動、轉向盤抖動與不平路面有關的前座椅振動、轉向盤抖動n與風噪聲有關的高速時的前座椅處的噪聲水與風噪聲有關的高速時的前座椅處的噪聲水平平n與動力總成有關的起動時的抖動與動力總成有關的起動時的抖動n怠速期間駕駛員的

14、右耳噪聲和踏板振動水平怠速期間駕駛員的右耳噪聲和踏板振動水平等等n汽車各系統(tǒng)模態(tài)頻率的分配汽車各系統(tǒng)模態(tài)頻率的分配一、整車一、整車NVH目標的目標的確定確定o不同系統(tǒng)和子系統(tǒng)的模態(tài)頻率對于確定汽車整體不同系統(tǒng)和子系統(tǒng)的模態(tài)頻率對于確定汽車整體NVH特性起著特性起著關鍵作用關鍵作用o例：例：n為防止共振，系統(tǒng)模態(tài)頻率之間應該分離，并與激勵頻率分為防止共振，系統(tǒng)模態(tài)頻率之間應該分離，并與激勵頻率分開。開。n某汽車裝備某汽車裝備V6發(fā)動機，其穩(wěn)態(tài)怠速轉速發(fā)動機，其穩(wěn)態(tài)怠速轉速650r/min；發(fā)動；發(fā)動機首階激勵（第機首階激勵（第3階）在階）在32.5Hz，對轉向柱的抖動特性影，對轉向柱的抖動特性影

15、響很大響很大n根據(jù)轉向柱支承系統(tǒng)實際情況，將其垂直方向模態(tài)頻率設置根據(jù)轉向柱支承系統(tǒng)實際情況，將其垂直方向模態(tài)頻率設置為為29Hz，橫向模態(tài)設置為，橫向模態(tài)設置為36Hz，降低了轉向柱管的抖動，降低了轉向柱管的抖動，改善了整車的改善了整車的NVH特性特性o分級分級n結合試驗和結合試驗和CAE方法，指將整車方法，指將整車NVH目標轉化為車身結構、動力總成懸目標轉化為車身結構、動力總成懸置等系統(tǒng)和部件目標水平的過程置等系統(tǒng)和部件目標水平的過程n例如：一階模態(tài)頻率、車身接頭剛度、車身在懸架上的安裝部位剛度等例如：一階模態(tài)頻率、車身接頭剛度、車身在懸架上的安裝部位剛度等n為設計人員提供相關部件設計的詳

16、細準則為設計人員提供相關部件設計的詳細準則二、二、NVH目標的分級目標的分級o車身系統(tǒng)的車身系統(tǒng)的NVH特性目標包括特性目標包括n彎曲和扭轉剛度彎曲和扭轉剛度n模態(tài)特性模態(tài)特性o聲學振動靈敏度聲學振動靈敏度n噪聲的衰減特性噪聲的衰減特性n動力總成的振動及其輻射的噪聲動力總成的振動及其輻射的噪聲n底盤懸架系統(tǒng)的動態(tài)特性等底盤懸架系統(tǒng)的動態(tài)特性等o新開發(fā)汽車的分級新開發(fā)汽車的分級參考參考BIC汽車的基本數(shù)據(jù)實現(xiàn)汽車的基本數(shù)據(jù)實現(xiàn)BIC的系統(tǒng)和部件的系統(tǒng)和部件NVH特性水平作為初始設特性水平作為初始設計目標計目標再根據(jù)經驗，結合實際情況進行修改，作為早再根據(jù)經驗，結合實際情況進行修改，作為早期系統(tǒng)和

17、部件的期系統(tǒng)和部件的NVH目標目標結構設計師按照部件的目標要求進行結構設計結構設計師按照部件的目標要求進行結構設計oNVH設計過程中，為進行設計過程中，為進行NVH目標的分級、評價，改善目標的分級、評價，改善汽車的汽車的NVH特性，應建立用于整車特性，應建立用于整車NVH特性研究的特性研究的CAE模型模型o不同子系統(tǒng)、不同不同子系統(tǒng)、不同NVH問題，采用的問題，采用的CAE方法不同方法不同n懸架、轉向系等系統(tǒng)懸架、轉向系等系統(tǒng)o研究其低頻范圍的動力學特性時主要采用多剛體系統(tǒng)研究其低頻范圍的動力學特性時主要采用多剛體系統(tǒng)動力學方法動力學方法o對對40Hz以下以下NVH特性的模擬非常準確特性的模擬

18、非常準確n剛度較小的系統(tǒng)（如車身系統(tǒng)）剛度較小的系統(tǒng)（如車身系統(tǒng)）o采用有限元方法建立彈性體（或柔體）模型，再與多采用有限元方法建立彈性體（或柔體）模型，再與多剛體系統(tǒng)模型相結合，建立整車的剛彈耦合模型模擬剛體系統(tǒng)模型相結合，建立整車的剛彈耦合模型模擬o適用的頻率范圍也提高到適用的頻率范圍也提高到200Hz以上以上三、三、NVH設計中的設計中的CAE方法介紹方法介紹o車內低頻噪聲的計算車內低頻噪聲的計算n一般是利用有限元方法實現(xiàn)一般是利用有限元方法實現(xiàn)將車內空腔劃分網格，建立有限元模型將車內空腔劃分網格，建立有限元模型 車內空腔與車身結構模型耦合，建立聲固耦合模型車內空腔與車身結構模型耦合，建

19、立聲固耦合模型計算車室空腔的聲學特性，車內噪聲響應計算車室空腔的聲學特性，車內噪聲響應o中高頻（中高頻（300Hz以上）以上）NVH特性的仿真特性的仿真應采用建立在空間聲學和統(tǒng)計力學基礎上的統(tǒng)計能量分應采用建立在空間聲學和統(tǒng)計力學基礎上的統(tǒng)計能量分析（析（SEA）方法）方法 有限元有限元方法方法 + 多多剛體系統(tǒng)動剛體系統(tǒng)動力學方法，力學方法，建立整車的建立整車的剛彈耦合模剛彈耦合模型，預測車型，預測車身的振動和身的振動和車室內的聲車室內的聲壓壓。第三節(jié)第三節(jié) 剛彈耦合系統(tǒng)的仿真分析剛彈耦合系統(tǒng)的仿真分析1用模態(tài)方法描述彈性體用模態(tài)方法描述彈性體模態(tài)綜合法模態(tài)綜合法o動力縮減動力縮減-部件模態(tài)

20、綜合法部件模態(tài)綜合法(CMS-component mode synthesis)n將有限元模型與多剛體模型相連接時，由于有限元模型將有限元模型與多剛體模型相連接時，由于有限元模型的自由度數(shù)目巨大，因此必須將給定的動力學數(shù)學模型的自由度數(shù)目巨大，因此必須將給定的動力學數(shù)學模型縮減為一個具有較少自由度的模型縮減為一個具有較少自由度的模型n模態(tài)綜合法則是在有限元法基礎上發(fā)展起來的一種對復模態(tài)綜合法則是在有限元法基礎上發(fā)展起來的一種對復雜結構進行振動分析的有效方法雜結構進行振動分析的有效方法一、剛彈耦合系統(tǒng)的建模理論一、剛彈耦合系統(tǒng)的建模理論1用模態(tài)方法描述彈性體用模態(tài)方法描述彈性體模態(tài)綜合法模態(tài)綜合

21、法o動力縮減動力縮減-部件模態(tài)綜合法部件模態(tài)綜合法CMSn模態(tài)綜合法基本思想模態(tài)綜合法基本思想把復雜結構分為若干部件把復雜結構分為若干部件(子結構子結構)每個部件可用計算或試驗的方法求得模態(tài)參數(shù)每個部件可用計算或試驗的方法求得模態(tài)參數(shù)根據(jù)邊界條件，將各子結構的模態(tài)特性疊加起來，再通根據(jù)邊界條件，將各子結構的模態(tài)特性疊加起來，再通過平衡方程和約束方程將物理坐標約簡，得到用廣義坐過平衡方程和約束方程將物理坐標約簡，得到用廣義坐標標(模態(tài)坐標模態(tài)坐標)表示的運動方程，由此可計算組合系統(tǒng)的表示的運動方程，由此可計算組合系統(tǒng)的動態(tài)響應動態(tài)響應1用模態(tài)方法描述彈性體用模態(tài)方法描述彈性體模態(tài)綜合法模態(tài)綜合法

22、o動力縮減動力縮減-部件模態(tài)綜合法部件模態(tài)綜合法CMS1用模態(tài)方法描述彈性體用模態(tài)方法描述彈性體模態(tài)綜合法模態(tài)綜合法o通過超單元實現(xiàn)動力縮減，并將超單元模型轉換通過超單元實現(xiàn)動力縮減，并將超單元模型轉換為彈性體元件連接到多體系統(tǒng)動力學模型中為彈性體元件連接到多體系統(tǒng)動力學模型中o彈性體有限元模型自由度彈性體有限元模型自由度n邊界自由度邊界自由度uB。邊界自由度不進行模態(tài)轉換，。邊界自由度不進行模態(tài)轉換，當高階模態(tài)被截斷時，這些自由度不會丟失任當高階模態(tài)被截斷時，這些自由度不會丟失任何信息何信息n內部自由度內部自由度uIo彈性體模態(tài)彈性體模態(tài)n約束模態(tài)約束模態(tài)分別使每一個邊界自由度產生單位位移時

23、，固定其它分別使每一個邊界自由度產生單位位移時，固定其它所有邊界自由度得到的靜態(tài)振型所有邊界自由度得到的靜態(tài)振型約束模態(tài)坐標約束模態(tài)坐標qC與相應的邊界自由度數(shù)量相等，且一與相應的邊界自由度數(shù)量相等，且一一對應一對應由邊界自由度變形由邊界自由度變形uB引起的整個彈性體的變形都可由引起的整個彈性體的變形都可由約束模態(tài)的線性疊加得到約束模態(tài)的線性疊加得到n固定邊界的標準模態(tài)固定邊界的標準模態(tài)o將彈性體的邊界自由度將彈性體的邊界自由度uB固定并計算它的特征值問題固定并計算它的特征值問題而得到的標準模態(tài)而得到的標準模態(tài)它們定義了內部自由度它們定義了內部自由度uI的模態(tài)變形，其品質與保留的模態(tài)變形，其品

24、質與保留的模態(tài)數(shù)量有關的模態(tài)數(shù)量有關 物理自由度物理自由度u與與CMS法的模態(tài)法的模態(tài)以及模態(tài)坐標以及模態(tài)坐標q之之間的關系間的關系0CBICINNIIquuqqu 2多體系統(tǒng)中彈性體的動力學方程多體系統(tǒng)中彈性體的動力學方程n當彈性體連接到多體模型中時，它所有的模態(tài)信息都當彈性體連接到多體模型中時，它所有的模態(tài)信息都傳入多體系統(tǒng)中傳入多體系統(tǒng)中o模態(tài)坐標模態(tài)坐標o模態(tài)轉換矩陣模態(tài)轉換矩陣o模態(tài)質量矩陣模態(tài)質量矩陣o模態(tài)剛度矩陣模態(tài)剛度矩陣o模態(tài)頻率等模態(tài)頻率等n在多體系統(tǒng)中，首先要確定彈性體上各點的運動學關在多體系統(tǒng)中，首先要確定彈性體上各點的運動學關系式以及彈性體所受的作用力，根據(jù)這些條件利

25、用拉系式以及彈性體所受的作用力，根據(jù)這些條件利用拉格朗日方程推導彈性體的動力學方程格朗日方程推導彈性體的動力學方程2多體系統(tǒng)中彈性體的動力學方程多體系統(tǒng)中彈性體的動力學方程1建立整車剛彈耦合模型建立整車剛彈耦合模型建立車身有限元模建立車身有限元模型型建立底盤的多體建立底盤的多體模型并與彈性體模型并與彈性體車身相連接車身相連接進行超單元分析進行超單元分析將車身超單元轉換將車身超單元轉換成為多體系統(tǒng)中的成為多體系統(tǒng)中的彈性體文件彈性體文件整車的剛彈耦整車的剛彈耦合系統(tǒng)模型合系統(tǒng)模型二、二、模模型型的的建建立立與與仿仿真真分分析析1建立整車剛彈耦合模型建立整車剛彈耦合模型前懸架前懸架ADAMS 模型

26、模型轉向系模型轉向系模型1建立整車剛彈耦合模型建立整車剛彈耦合模型懸架彈簧特性曲線懸架彈簧特性曲線車身骨架模型車身骨架模型 共有共有24469 個節(jié)點，個節(jié)點，29100 個單元，單元尺個單元，單元尺寸為寸為50mm，板厚，板厚1mm。利用它建立超單元并生成柔體車身。利用它建立超單元并生成柔體車身1建立整車剛彈耦合模型建立整車剛彈耦合模型1建立整車剛彈耦合模型建立整車剛彈耦合模型o整車模型的建立整車模型的建立n將上述各種子系統(tǒng)在將上述各種子系統(tǒng)在ADAMS/Car 標標準模塊下進行裝配連接，就可以得到整準模塊下進行裝配連接，就可以得到整車的仿真模型車的仿真模型2、整車剛彈耦合模型的仿真分析、整

27、車剛彈耦合模型的仿真分析o模型的標定和校驗模型的標定和校驗n整車虛擬樣車模型建立之后，采用與實整車虛擬樣車模型建立之后，采用與實車實驗數(shù)據(jù)對照的方法對模型進行標定車實驗數(shù)據(jù)對照的方法對模型進行標定和校驗和校驗加速度傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、電荷放大器、電腦等測量副車架左后懸置與車身連接處振動加速度信號，采樣頻率為4kHz，采樣時間10 秒車速80 km/h 在B 級瀝青路面上行駛勻速直線行駛2、整車剛彈耦合模型的仿真分析o模型的標定和校驗實驗結果 柔體模型仿真副車架左后懸置處的垂向振動加速度最大值的測量結果比柔體模型仿真結果略大；柔體模型的主頻及對應的峰值能夠與試驗值較好的吻合仿真結果與試驗相比雖

28、有一定誤差，但仍在合理范圍內。驗證了模型的合理性產生誤差的主要原因：與實車相比模型存在較大的簡化由于條件限制，模型的參數(shù)還不夠準確路面模型與真實的路面存在一定差距等2、整車剛彈耦合模型的仿真分析n在多體系統(tǒng)動力學軟件中設置不同路面和行駛工況可以對整車剛彈耦合模型進行仿真分析n例2、整車剛彈耦合模型的仿真分析n例在汽車30km/h直線行駛工況，仿真分析得到的車身質心處加速度時間歷程信號以及經過付立葉變換后的頻域信號仿真開始階段（約0.32秒之前）只有前輪處于不平路面，相應的時間歷程曲線振幅比較小；隨著后輪駛上路面，振動幅度變大在頻譜圖中2Hz附近的尖峰對應著車身垂直方向振動的剛體模態(tài)由于懸架系統(tǒng)

29、的高頻濾波作用，50Hz以上的振幅非常小2、整車剛彈耦合模型的仿真分析n例計算得到的左側車身連接點垂直方向的作用力 前后懸架滑柱上支點（曲線1和4）承受著大部分的簧載質量，而橫向推力桿垂直方向的傳遞力（曲線6）幾乎可以忽略 由于后車輪在前一段時間沒有駛上不平路面，因此相應的連接點傳遞力（曲線4、5、6）幾乎沒有波動，曲線平直，傳遞力基本等于靜載荷o噪聲機理噪聲機理n激勵源激勵源n傳遞途徑傳遞途徑n聲學響應聲學響應o要控制噪聲，應從減小聲源、隔斷噪聲的傳遞途徑和聲場內消聲等要控制噪聲，應從減小聲源、隔斷噪聲的傳遞途徑和聲場內消聲等方面入手方面入手n減小聲源：對于發(fā)聲的部件采用減小聲源：對于發(fā)聲的

30、部件采用消聲器消聲器，對于振動的部件采用，對于振動的部件采用減減振器振器，結構設計時要使固有頻率相互錯開并避開激勵頻率，結構設計時要使固有頻率相互錯開并避開激勵頻率n抑制風噪聲：消除泄漏氣流的間隙，改進密封元件，增加密封壓抑制風噪聲：消除泄漏氣流的間隙，改進密封元件，增加密封壓力等，將縫隙堵塞力等，將縫隙堵塞n避免空腔共鳴：修改車室形狀和尺寸的方法，改變空腔的共振頻避免空腔共鳴：修改車室形狀和尺寸的方法，改變空腔的共振頻率，以避開常見激勵的頻率率，以避開常見激勵的頻率o直接從聲源上治理噪聲往往受到限制直接從聲源上治理噪聲往往受到限制，還需要采取防振、隔振、吸還需要采取防振、隔振、吸聲、阻尼等辦

31、法聲、阻尼等辦法第四節(jié)第四節(jié) 車內的降噪措施車內的降噪措施1. 隔聲o對于發(fā)動機的噪聲和車外噪聲，可采用各種結構措施并選擇合理的隔聲材料來隔離o隔聲效果用透射損失TL評價（單位dB）n式中，Wi為射到隔聲壁的聲能量；Wt為透過隔聲壁的聲能量o垂直入射聲波的單層隔壁透射損失n式中，m為隔壁單位面積的質量，單位為 kg/m2；f為聲頻率，單位為 Hzn隔壁面密度愈大，聲頻率愈高，則隔聲效果愈好10lgitWTLW020lg47.5TLmf一、 隔聲與吸聲1. 隔聲o例：n前置發(fā)動機的工作噪聲，通過前圍擋板傳入車內。單位面積質量或頻率大1倍，隔聲量僅增加 6dB，用單層隔壁的隔聲效果不好。結構工藝允

32、許時，用雙層隔壁會顯著提高隔聲效果n汽車的前圍板、地板，其上有許多穿線孔、安裝孔等，能引起風嘯聲又會大大降低透射損失，應給予密封幾種穿線膠套的隔聲效果比較實例隔聲o大多數(shù)隔聲結構對高頻噪聲的隔聲效果較好，而對低頻噪聲較差某貨車的發(fā)動機噪聲與由其引起的駕駛室內噪聲的比較，可見要進一步降低車內噪聲，應研究提高隔壁在250Hz 以下的透射損失o2. 吸聲o利用吸聲材料作內飾，吸收入射到其上的聲能，減弱反射聲能，從而降低車內噪聲o吸聲效果可用吸聲系數(shù)表示1EEEE 吸反入入o2. 吸聲o在汽車上使用的吸聲材料有如下幾類o1)多孔性吸聲材料 n其機理是當聲波進入材料表面的空隙，引起空隙中空氣和材料微小纖

33、維的振動，由于內摩擦和粘滯阻力，使相當一部分聲能轉化為熱能n汽車上常用的這類吸聲材料有玻璃棉、毛毯、聚胺酯泡沫塑料等。常用于中、高頻吸聲o2）開孔壁吸聲材料 n為了提高中低頻噪聲的吸聲系數(shù)，往往在材料上開很多小孔，小孔背后保存有一定的空氣層，使其能產生共振而消耗能量n它往往與多孔性吸聲材料混合使用，例如車身頂篷內飾面是開孔的背后貼有一層薄泡沫塑料的人造革。其吸聲性能與孔徑和穿孔率有關o2. 吸聲n吸聲處理主要用于吸收反射聲，對直達聲無明顯效果，故在車身上有利于抑制車內共鳴噪聲n吸聲處理往往與隔聲、防振（阻尼）處理等措施一起采用o3. 衰減處理o在一些容易引起振動的鈑金件上，如地板、頂蓋、前圍擋板等，涂以防振阻尼材料來減少噪聲輻射，即衰減處理o阻尼材料：是一種內損耗大的材料，如瀝青基物質和其它高分子涂料（橡膠、樹脂等）o衰減處理后，板和阻尼材料的綜合損耗系數(shù)1n2為阻尼材料的損耗系數(shù)；nE1為板的楊氏彈性模量；nE2為阻尼材料的楊氏