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考虑隔振元件的车辆振动噪声分析及优化
| 论文题名： | 考虑隔振元件的车辆振动噪声分析及优化 |
| 关键词： | 汽车底盘;橡胶衬套;振动噪声;优化设计 |
| 摘要： | 智能驾驶与新能源是当下汽车产业发展的两大新技术，但是不管车辆变得多智能，亦或是多节能，其机械素质永远是评判一辆车等级的重要标准。在车辆研发的初期，实现整车的NVH性能试验是基本不可能的，而采用虚拟仿真手段可以实现车辆在研发前期的振动噪声预测与诊断，大大缩短研发周期，降低成本。但由于底盘中存在橡胶衬套这类非线性隔振元件，而车辆虚拟传递路径分析是基于线性系统来实现的，这就导致获取的振动与噪声响应及其对应的频率点不准确且无参考价值，那么基于这种响应结果进行的诊断分析都是毫无意义的。为了解决此类问题，本文先对底盘中橡胶衬套进行了特定工况下的等效线性化以提高预测结果的准确性，然后通过多种诊断方法抑制响应点的振动噪声响应，工作内容如下： （1）对白车身等各子系统进行有限元建模，将白车身计算模态与试验模态进行对标来验证白车身仿真模型的可靠性，建立了声腔模型并对其的特性进行了简要分析。对底盘前麦弗逊悬架中控制臂前后衬套以及后扭力梁悬架的纵臂衬套这些隔振元件进行了特定工况下的非线性求解，获取对应的力与力矩，并结合各自的非线性刚度曲线计算出相应的等效刚度值。 （2）以轮心作为激励点施加路面激励，基于获取的等效刚度对主驾驶座椅安装点、转向盘3点的振动和主驾驶员、右后排乘客外耳侧的噪声进行频率响应预测。对整车进行虚拟传递路径分析，将响应点的振动噪声频域响应曲线与频响法预测的响应曲线比对，验证了虚拟传递路径分析的可靠性，并发现63Hz下座椅的右前、左后、右后侧安装点Z向和转向盘3点X向振动加速度幅值过大，主驾驶外耳侧声压级在153Hz超过临界值，同时获得了相应的路径贡献量结果。 （3）针对虚拟传递路径分析确定的大贡献路径进行接附点动刚度分析，确定了63Hz下后悬左右减振器上侧接附点处Z向动刚度未达到目标值，判定了振动响应点响应过大是由这两处接附点动刚度弱引起的，并结合工作变形和模态应变能分析法确定了造成两处接附点动刚度不足的问题部件。针对153Hz下主驾驶外耳侧声压级超标的情况，采用模态贡献量分析法确定了第35阶模态具有最大正贡献，此时车门内板处出现局部模态导致振幅过大。 （4）在兼顾车身碰撞安全与车重的情况下，采用灵敏度分析法对问题部件的厚度进行了改善，并依据阻尼控制策略在车门内板添加阻尼片，同时确保了白车身弯曲和扭转刚度未受不良影响。结构优化后的车身相比于原车身减重0.4kg，同时振动噪声响应明显降低。 |
| 作者： | 陈志豪 |
| 专业： | 工程(车辆工程) |
| 导师： | 雷刚;马媛媛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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