带内饰件的整车噪声传递模拟
传递路径分析用于车内噪声贡献量的研究
传递路径分析用于车内噪声贡献量的研究车内噪声是一种常见的问题,影响了司机和乘客的舒适性和安全性。
为了研究车内噪声的来源和贡献量,路径分析可以被用于建立车内噪声传递的模型。
传递路径分析是指从噪声源到车内各点的传递过程。
在这个过程中,噪声从源头传递到车内,经过车辆各种部件如轮胎、悬挂系统、引擎盖等,最终到达车内的乘员空间。
这个过程中的每个部件都有可能引入一定的噪声贡献量,因此路径分析可以帮助我们定位噪声源并找到有效的噪声控制措施。
路径分析可以分为两个步骤:建立传递模型和进行路径分析。
建立传递模型是指根据车辆的特性对噪声传递进行建模。
通常的建模过程可以分为三步骤:首先找到主要的噪声源,确定噪声的频率特性和功率谱;其次对每一个噪声传递路径进行建模,考虑传递过程中的各种因素,如传递系数和反射系数等;最后将各个路径的模型汇总起来,得到整个传递模型。
进行路径分析则是根据传递模型对噪声来源和贡献量进行量化。
在路径分析中,可以通过实验室测试和道路测试来获取数据,从而确定噪声的来源和贡献量。
一些常用的路径分析方法包括声功率级法、声贡献分析法和耦合路径分析法等。
一般情况下,路径分析的结果可以用于制定噪声控制策略。
对于确定的噪声源,可以通过改进构件设计、优化隔音材料、降低机械噪声等方式来降低噪声。
另外,对于重要的噪声传递路径,建立隔音工程以阻挡噪声也是一种有效的方法。
在进行路径分析时,还需注意一些问题。
例如,噪声传递模型需要足够精确才能得到可靠的路径分析结果;使用不同的路径分析方法可能会得到不同的结果;并且,由于车内噪声是由多个噪声源产生的,因此路径分析需要考虑多个噪声源的影响。
总的来说,路径分析可以帮助我们了解车内噪声传递的情况,定位噪声源并找到有效的控制措施。
这对于提高车辆的舒适性和安全性都具有重要意义。
除了路径分析,还有其他方法可以用于车内噪声贡献量的研究。
例如,声学定位可以用于确定噪声源的位置,这对于确定噪声控制措施非常有价值。
基于SnRD的整车内饰异响仿真及优化
基于SnRD的整车内饰异响仿真及优化作者:黎谦顾晓丹常光宝李书阳余义来源:《企业科技与发展》2021年第08期【关键词】异响;相对位移;SnRD;E-line;模态贡献量【中图分类号】U472 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688(2021)08-0051-04近年来,随着各主机厂正向开发能力的提升,国产汽车的NVH性能有了很大的改善。
针对由动力总成和路面引起的NVH问题,目前有了成熟的解决方案。
对于车内的主要NVH问题,已经从发动机、道路噪声逐渐过渡为异响(如图1所示)。
异响是指一切让驾驶员或者乘客感觉不舒服的异常的声音。
从表现形式上,主要分为敲击异响、摩擦异响两大类。
异响产生的原因复杂,涉及的专业非常多。
对于异响问题,之前更多的是通过DMU检查及样车调校预防和解决。
仿真方面,关于异响的分析主要包括模态、刚度、振动灵敏度三大类。
这些分析可以在一定程度上降低异响发生的风险,但是不能在开发前期预测车辆的异响性能状况,并提供针对性的解决方案。
因此,异响开发流程中迫切需要补充一种更加直接有效的仿真方案。
1 E-line方法和SnRD无论是敲击异响还是摩擦异响,其产生都有一个必要条件——部件之间发生相对位移(如图2所示)。
E-line方法正是基于这一原理,两个有相互接触风险的部件,都可以作为异响的考察对象。
E-line方法会在两个部件之间生成一系列节点对(Evaluation point),每个节点对由一组“rbe3-cbush-rbe3”单元组成(如图3所示)。
通过输出cbush单元端点在局部坐标系下的位移获取该位置在车辆行驶过程中的相对位移。
最终,通过仿真相对位移与“设计间隙/容差”或者“材料相容性参数”的比较,预测敲击异响和摩擦异响的风险 [1]。
SnRD(Squeak and Rattle Director),是一个基于E-line方法,结合工程实践的异响仿真解决方案。
该技术方案在国外有超过10年的成功经验,使用者包括Calsonic Kansei North America,FCA,PSA,SCANIA CV AB等。
基于OPAX的驾驶舱内结构噪声传递路径研究
基于OPAX的驾驶舱内结构噪声传递路径研究
白镇熇;孙硕;王楷焱;陈克
【期刊名称】《沈阳理工大学学报》
【年(卷),期】2024(43)3
【摘要】对车内结构噪声进行合理降噪的有效方法是阻断振动能量传递最大的路径,为此建立传递路径模型并进行噪声贡献量分析。
首先,基于发动机舱内机械构造规划出由振源到驾驶舱的多级传递路径,并在振动能量传递的连接点处设置路径拐点;然后,采用扩展工况传递路径分析(operational path analysis with exogeneous inputs,OPAX)方法确定路径中各拐点对车内噪声的贡献量,并将噪声拟合值与实测值进行分析对比。
结果表明,不同路径拐点对车内结构噪声影响明显不同,其中橡胶悬置拐点对车内噪声影响最大,该处噪声拟合值与实测值也最为接近,噪声峰值达到63.5 dB,副车架拐点对车内噪声影响次之,噪声峰值为53.2 dB,排气吊耳拐点对车内噪声影响较小,噪声峰值仅为38.7 dB。
采用本文方法可有效确定对车内结构噪声影响最大的路径。
【总页数】7页(P90-96)
【作者】白镇熇;孙硕;王楷焱;陈克
【作者单位】沈阳理工大学汽车与交通学院
【正文语种】中文
【中图分类】U467.493
【相关文献】
1.基于扩展工况传递路径分析的驾驶室振动传递路径二级建模应用研究
2.基于OPAX方法的车内噪声传递路径分析
3.基于传递路径法的车辆驾驶室噪声优化——以某商用车为例
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车内中频噪声FE-SEA混合建模及分析方法
车内中频噪声FE-SEA混合建模及分析方法车内中频噪声是指频率范围在100 Hz到10 kHz之间的噪声,主要来源于引擎、变速箱和底盘。
为了减少车内中频噪声对人体健康的影响,需要采用建模和分析方法来预测和优化车内中频噪声水平,其中FE-SEA混合建模及分析方法是一种有效的方法。
FE-SEA混合建模技术是有限元和统计能量分析相结合的一种方法。
它通过将车辆结构分成有限元网格,并考虑分布在结构表面上的机械振动源的振幅、相位和入射角等参数,然后使用统计能量分析方法来估计噪声传递路径对车内声压水平的贡献。
具体来说,该方法可以分为以下步骤:1.有限元建模:对车辆结构进行有限元建模,将车辆结构分成小单元,每个单元的振动特性可以通过有限元分析进行计算。
2.机械振动源建模:将机械振动源视为点源,并估计其振幅、相位和入射角等参数。
3.传递路径建模:通过分析车辆结构的机械振动源和有限元模型中的弯曲、扭曲和屈挠等模态,确定声波传播路径以及各传递路径的贡献。
4.统计能量分析:将传递路径的声波能量汇总,并计算其对车内声压的贡献。
5.结果分析:对计算得到的结果进行分析,包括识别主要的车体振动模态和传递路径、确定主要噪声源和传递路径、分析各传递路径的贡献以及提出优化措施等。
FE-SEA混合建模技术具有以下优点:1.可以考虑模态交叉项对声压的贡献,以及车辆结构的频率响应特性。
2.能够较准确地预测车内噪声水平,为优化车辆结构提供指导。
3.可以在优化车辆结构前进行多种方案的评估,节省优化设计的时间和成本。
4.为了进一步提高该方法的预测精度,可以添加实测数据用于校准计算结果。
综上所述,FE-SEA混合建模及分析方法是一种有效的方法,可以对车内中频噪声进行预测和优化。
通过该方法,可以识别和定位主要的噪声源,确定主要传递路径,提供优化车辆结构的指导,从而提高行驶舒适性和充分保护人体健康。
FE-SEA混合建模技术在汽车行业中的应用非常广泛。
车辆模拟声效系统设计方案
车辆模拟声效系统设计方案引言车辆模拟声效系统是一种用于车辆游戏、模拟驾驶等领域的技术。
它可以通过模拟真实车辆行驶时发出的声音,增强游戏的真实感和沉浸感,提高用户的体验。
本文介绍了一种基于数字信号处理(DSP)的车辆模拟声效系统的设计方案,并详细介绍了系统的原理、流程和实现方法。
原理车辆模拟声效系统的原理是基于声学和信号处理。
对于车辆所产生的声音,可以将其分为两部分:发动机声和行驶噪声。
发动机声是由发动机的汽缸爆炸、气门运动、曲轴转动、齿轮割合、排气管等产生的声音。
行驶噪声是由轮胎与路面的摩擦、风阻力、雨水等因素产生的声音。
为了模拟车辆的声音,在设计中需要对这两种声音进行处理。
首先,通过微处理器的输入输出端口采集模拟信号,并进行模数转换成数字信号。
接着,利用数字信号处理技术,对采集到的信号进行预处理,包括滤波、放大、降噪等操作。
最后,将处理后的信号转换成模拟信号,通过扬声器输出模拟声音。
流程车辆模拟声效系统的流程如下:1.采集模拟信号:将车辆产生的声音转换成模拟电信号,通过微处理器的输入输出端口进行采集。
2.模数转换:将采集到的模拟信号转换成数字信号,实现数字化处理。
3.数字信号处理:对采集到的数字信号,通过数字信号处理的算法进行滤波、放大、降噪等预处理操作。
4.数字模拟转换:将处理后的数字信号重新转换成模拟信号,以便扬声器输出模拟声音。
5.扬声器输出:将模拟信号输出到扬声器中,发出车辆模拟声音。
实现方法车辆模拟声效系统的实现可以通过DSP或其他数字信号处理芯片来实现。
首先,通过麦克风采集车辆产生的声音信号,并将其转换成模拟电信号,输入到DSP芯片中进行处理。
其次,在DSP中设计合理的算法和参数,对采集到的声音信号进行滤波、放大、降噪等预处理操作。
其中,需要根据声音信号的特性和实际应用场景来选择合适的算法和参数,提高声音模拟的真实性。
最后,将处理后的信号通过DAC芯片转换成模拟信号,输出到扬声器中,以实现车辆模拟声效。
某车车内声场噪声仿真
第31卷第5期四川兵工学报2010年5月【制造技术】某车车内声场噪声仿真·张兴超,雷刚,曹建国(重庆理工大学,重庆汽车学院,重庆柏0050)摘要:为改善车身结构,以某轿车为分析对象,应用有限元数值分析和声学cAE等先进技术,对车内低频传播噪声进行了分析预测。
采用Hype丌nesh/Oplistruct软件建立并分析了某轿车整车有限元模型和结构一声学耦合有限元模型;同时将实验得到的发动机对悬架的加速度激励作为边界条件,对整车的声一固耦合系统进行了频率响应分析,最终达到噪声仿真的目的;最后对车内各壁板的声学贡献进行了分析,为车身结构的改进提供参考。
关键词:有限元;车内噪声;模态试验中图分类号:u461文献标识码:A文章编号:1006一cr7cr7(2010)05—0051—05轿车的振动和噪声特性是表征汽车品质的莺要指标。
经验证明,汽车在生产过程中若发现有振动、噪声问题,要对其进行改进需付出极其高昂的代价。
因此,在汽车的设计阶段就应该把振动噪声的控制和优化作为重要内容和关键环节之一…。
在现代声学研究中,广泛应用计算机和数值计算方法是发展的重要趋势。
近10年来,有限元(FEM)、边界元(BEM)、统计能量法等数值方法的发展,为解决复杂的振动问题提供r强有力的手段。
使用一些通用、强大的分析软件来解决实际问题已成为广大工程技术人员的首选。
有限元法主要研究的是车内的低频固体传播噪声。
用该方法进行车内噪声的预测,能使整车建模简单,计算时间短,且计算结果直观,因此采用有限元方法进行仿真研究具有非常广泛的应用前景。
1白车身有限元分析及模态试验1.1自车身有限元分析在轿车车身几何模型的基础上,建立车身模态分析有限元模型是非常重要的。
其建模原则是在准确反映结构模态特性(包括整体弯曲及扭转刚度等)的前提下进行必要的简化,以获得必要的计算精度。
并尽可能降低计算鼍与计算复杂性。
为降低求解规模,在建模时以四边形单元为主,并在架构变化及过渡地区采用少数三角形单元。
《汽车噪声模拟案例》PPT课件
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载荷方式2-扩散声场激励
T ransparence acoustique - Comparaison simulations ACT R AN/mesures BMW S閞ie 3
Actran/ICFD – Fourier Transform TWPF into the frequency domain
Actran/VI – Post-processing Color map, pressure plot ...
Actran VibroAcoustics Acoustic computation Use of the TWPF excitation into
windshield
PVB Glass
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载荷方式1-点力载荷
Acceleration [m/s2]
Windshield – Modal analysis, free-free BC
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simulation experimental
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Copyright Free Field Technologies
目录
PROBLEM 1: 风噪声模拟 PROBLEM 2: 结构振动噪声辐射 PROBLEM 3: 内饰部件声学性能分析 PROBLEM 4: 空调噪声分析 PROBLEM 5: 进排气系统声学分析 PROBLEM 6: 整车声学分析 PROBLEM 7: 密封条隔声分析 PROBLEM 8: 柴油喷射管路噪声 PROBLEM 9: 轮胎噪声
传递路径分析法(TPA)进行车内噪声优化的应用研究
传递路径分析法(TPA)进行车内噪声优化的应用研究作者:李传兵摘要:本文基于传递路径分析方法并使用LMS 公司的相关软件,对开发中的某车型的车内轰鸣噪声问题进行了分析,找出了对车内轰鸣声贡献最大的传递路径,并通过有针对性地结构改进,有效地消除了该转速下的轰鸣声问题。
关键词:NVH 传递路径分析法(TPA,Transfer path analysis)贡献量分析车内振动噪声可以看成是由多个激励经过多条传递路径到达目标点叠加而成的,如果能准确地判断出各主要激励源和传递路径的贡献量,并针对贡献量大的激励源和传递路径作相应的优化改进,则NVH 改进工作效率能得到大大的提高。
为此,在汽车的NVH 性能分析中,常常将汽车简化为由激励源(振动源、噪声源)、传递路径和响应点组成的动态系统。
能同时考虑激励源和传递路径的传递路径分析法在汽车NVH 性能开发中得到了广泛关注,各专业公司都纷纷开发专门的商业化测试分析系统,LMS 的TPA 分析软件无疑是其中的杰出代表,已成为在汽车领域应用最广泛的商业系统之一。
传递路径分析方法可以用于结构传播噪声和空气传播噪声问题的诊断、分析和优化,本文将以某车型的结构传播噪声优化为例,详细阐述LMS 传递路径分析方法的实际应用过程和效果。
一、(结构)传递路径分析法基本原理假设汽车受m 个激励力作用,每一激励力都有x、y、z 三个方向分量,每一激励力分量都对应着n 个特定的传递路径,那么这个激励力分量和对应的某个传递路径就产生一个系统响应分量。
以车内噪声声压作为系统响应,在线性系统的假设基础上,这个由于结构力输入产生的声压则可以表示为:上式中,(ω) mnk H 是传递函数,(ω) nk F 是激励力。
由上式所知,激励力和频响函数是TPA 分析的输入量,因此进行TPA 分析需要做的工作主要为:激励力获取:获取激励力的方法有多种,有直接测量法、复刚度计算法以及矩阵求逆法,这些方法各有优缺点和适应性,需要根据实际情况来选用。
基于LMS Test. Lab 的车内声振传递路径分析
基于LMS Test. Lab 的车内声振传递路径分析1 前言汽车噪声、振动及因其而引发的车辆乘坐舒适性问题,即NVH(Noise, Vibration & Harshness)问题,是衡量汽车产品质量的一个综合性问题。
它给用户的感受最直接,越来越影响到产品的美誉度和市场占有率,因此受到各大整车制造企业和零部件企业的普遍关。
汽车内部噪声和振动现象,往往是由多个激励,经由不同的传递路径抵达目标位置后叠加而成的。
当今汽车新产品研发过程中,为了进一步优化整车NVH 性能,往往要综合考虑各个激励和传递路径的情况,而传递路经分析(TPA,Transfer Path Analysis)就是一个行之有效的方法。
通过传递路径分析,确定各途径流入的激励能量在整个问题中所占的比例,找出传递途径上对车内噪声起主导作用的环节,通过控制这些主要环节,如使声源的强度,路径的声学灵敏度等参数在合理的范围里,以使车内噪声控制在预定的目标值内。
本文基于LMS SCANDAS MOBILE SCM05 便携式采集前端及LMS Test. lab 8A 软件对某国产轿车车内声振传递路径进行分析,得出分析结果并为进一步提高和改善整车NVH 性能奠定了基础。
2 车辆声振传递路径分析原理在工程振动噪声测试分析工作中,谱分析以及概率统计分析应用很多,但是都具有一个共同缺点,要求对比试验的条件和工况完全相同,否则无法进行对比。
同时,这样试验的工况十分复杂,要求处理的数据多,工作量非常大,而又很难用简单的图表全面地说明问题。
传递特性的分析能够很好地解决上面说的问题,其分析结果具有较好的可比性,为了取得结果,一般仅需选择一种工况进行试验就可以得到满意的结果。
由于传递特性分析具有这一突出的优点,在实际工程问题上应用很普遍,从而得到迅速的发展。
车内噪声总体上可分为结构声和空气声两种。
在结构声情况下,激励源和目标点分属于两个不同的系统,激励源一侧的结构称为主动方,目标点一侧的结构称为受动方,一般两者在分界处(可称之为耦合点)通过某种耦合元件连接起来,具体可表现为发动机、底盘部件在车身上的支撑、铰链及橡胶轴套等。
基于改善整车加速噪声的试验及仿真方法
第 43 卷第 5 期2023 年 10 月振动、测试与诊断Vol. 43 No. 5Oct.2023 Journal of Vibration,Measurement & Diagnosis基于改善整车加速噪声的试验及仿真方法∗姜骏1,2,刘雪莱1,孙建喜2(1.华南理工大学机械与汽车工程学院广州,510641)(2.上海汽车集团股份有限公司技术中心上海,201804)摘要为了解决车辆在加速时发动机激励引起的车内噪声问题,进行了整车试验,得到噪声问题的主要频率特征。
通过车辆加速时悬置被动侧振动加速度以及整车各个部件模态、振动灵敏度等数据确认了引起车内噪声的关键部件。
首先,建立了整车有限元模型,仿真得到了关键部件模态;其次,通过试验验证了模型的有效性;然后,利用所建的整车模型对各部件进行改进,有效降低了各传递路径对车内噪声的灵敏度;最后,根据仿真结果提出了改进方案并进行装车验证。
结果表明:车内的加速噪声主要由下拉杆悬置、副车架及前围板等部件与整车声腔模态耦合引起;改进后车内噪声明显改善,声压降低了8~9 dB。
关键词加速噪声;模态;有限元模型;声传递函数中图分类号TH113.1;U463.1引言动力总成作为传统燃油车的重要激励源,在车辆加速行驶过程中会引起车内噪声[1]。
动力总成通过悬置与副车架及车身连接,这些部件是动力总成振动传递到车内的重要路径。
当动力总成主要激励阶次的频率(20~300 Hz)与这些路径上的部件模态以及整车声腔模态出现耦合会导致振动能量的放大,产生让车内人员不适的轰鸣声[2]。
为了解决这类问题,需要分析发动机到车内的各条传递路径,找到对噪声贡献量较大的路径和部件进行改进,以降低车内噪声[3]。
文献[1,4]从控制动力总成激励输出的角度出发,建立了动力总成内部的动力学模型,在考虑了多级扭转非线性元件基础上进行研究,提出了基于优化扭转减振器、传动齿轮等部件控制车内噪声的方案。
带内饰车身噪声传递函数优化分析
关键词:车身噪声;传递函数;优化
%&'()(*+'(,- .-+/01(1 ,2 3,(14 56+-1246 78-9'(,- ,2 :,;0 <('= >-'46(,6 56()
递函数中的超标峰值进行分析,从而优化噪声传递函
ห้องสมุดไป่ตู้
数,减少车内结构噪声,提升车身的 NVH性能。
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车内结构噪声
车内结构噪声一般是由发动机和外界激励通过传
示。 1=-
式中: —— —加速度,m/s2; 1———板结构施加在流体上的力,N。
(1)
流体作用在板结构上的力的关系式,如式 (2)所
如果将车身板件的振动输入加到声腔上,则得到
随着汽车设计水平及生产技术的不断提高,以及 动系统和悬架传递到车身板件上,激起车身板件的振
各级供应商和整车厂之间合作的日益紧密,不同品牌 动,引起车内声腔体积的变化,造成声压的波动从而产
汽车的使用性能和安全性能间的差异越来越小。相比 生噪声。与此同时,声腔内空气的运动也会作用到车身
之下,汽车的舒适性成为区分汽车品牌好坏的重要因 上,激起板件的振动,因此,车身板件和声腔之间相互
[1]
素之一 。车身内的振动和噪声是衡量乘坐舒适性的重 作用。结构和流体之间的耦合关系可用一个耦合矩阵
要指标,因此,控制汽车噪声成为现代汽车开发过程中 ()来表示。
重要的控制目标之一。文章从车身的角度对噪声传递函
汽车车身部件气动噪声贡献量数值模拟研究
汽车车身部件气动噪声贡献量数值模拟研究刘龙贵;谷正气;张勇;尹小放;林肖辉【摘要】利用大涡模拟(LES)对某典型车型瞬态流场进行仿真计算,应用Lighthill-curle声类比理论,采用宽带噪声源模型(BNS)及FW-H方程,对汽车车身部件气动噪声进行数值模拟研究.分析了车身各板块及凸出部件附近气流的分离情况及外场声压级大小,对比了有、无部件时车外声场的差异;并确定了车身各部件气动噪声的贡献量.通过气动噪声贡献量的对比发现,汽车各部件中近场总声压级贡献量相对较大的为底盘和车轮、天线和雨刮器相对较小;远场声压级贡献量中,车身和底盘相对其他部件较大,天线相对较小;且车外远场点声压级的大小和各部件辐射噪声的强度以及其辐射面积正相关;车身板块中贡献量相对较大的为侧围和轮腔,较小的为前挡风玻璃.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)010【总页数】6页(P89-94)【关键词】气动声学;贡献量;大涡模拟(LES);声类比;宽带噪声源模型;FW-H方程【作者】刘龙贵;谷正气;张勇;尹小放;林肖辉【作者单位】湖南工业大学机械工程学院,株洲412007;湖南工业大学机械工程学院,株洲412007;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙410012;湖南工业大学机械工程学院,株洲412007;湖南工业大学机械工程学院,株洲412007;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙410012【正文语种】中文【中图分类】U461.1汽车行驶过程中,车身与气流相互作用产生的压力脉动,即引起气动噪声的根源[1]。
而汽车车身各部件的气动噪声贡献量是不同的,对汽车各部件气动噪声进行贡献量分析,以确定对汽车气动噪声影响最大的部件,这是实现低噪车身设计的重要环节和重要保障。
2006年惠巍等应用有限元结合边界元的方法对某简单轿车模型进行了面板声学贡献度分析,并针对贡献量较大的板块提出了降噪措施取得较好的结果[2];2008年韩旭等采用了新的参数“声学贡献和”与“声场总贡献”并以某型轿车为例来分析和衡量了车身板件对乘员室声压响应的声学贡献,确定了出车身板件上最佳的阻尼层贴附位置[3];2010年邓江华等基于近场声全息技术(NAH)分析了车内噪声贡献量[4];2011年邹岳对某拖拉机驾驶室的面板声学贡献度进行了分析,并提出了结构优化措施[5];2011年刘东明等应用LMS ASQ计算了车身板件对车内空腔辐射噪声的贡献量,仿真值与实验值在低频范围内比较符合[6];2012年王二兵等通过计算得到车身各板件对车内噪声的声学贡献,分析出影响比较显著的关键面板,根据分析结果对车身相应板件进行振动抑制,结果表明板件贡献分析方法为控制车内低频噪声提供了合理的建议[7]。
轿车驾驶室声学响应仿真分析
Ab tat: o h r be o ih rn ielv la h e rp se g r ’er o n -tu tr l o pig F A d lo src F rtepo lm fhg e o s e e t era a sn e s a,su d sr cu a u l E mo e f t c n
摘 要: 针对 某轿车后排乘客耳 旁噪声水平过 高的问题 , 建立 结构声学耦合有 限元模 型。通过声灵敏度分析得 到 左前悬架安装 点位置 为主要 传递路径 , 利用板件 贡献 量分析 , 找到贡献量较大的板件 。最终通过 改进板件 阻尼材料达 到 了降低 噪声的 目的, 并得到试 验验证 。通过 此方法 , 以方便 的得 到贡献量较大 的传递 路径和贡献量较 大的板件 , 可
m ae i l t ras
随着 社会 的快 速 发展 , 满足 安全 、 油耗 以及 在 低
1 驾驶室声固耦 合分析理论基础
11 多 自由度 动 力学方程 .
疲 劳 耐久 性 的基 础 上 , 人们 对 轿 车 的驾 乘 平 顺 性 能
和乘 坐 舒适 性 能 的要 求也 越来 越 严格 川。多数 的 消 费 者 在 购 买 汽 车 时 非 常在 意 汽 车 的振 动 与 噪 声性 能 。鉴 此 , 车 的振 动 与 噪声 性 能 已经 成 为 消 费者 汽 评判汽 车 品牌好 坏 的重要 因素之一 。 本 文 利 用 MS NAS R N 和 V r a. a C. T A iu 1L b有 限 t 元 分 析 软 件 对 某 款 轿 车 驾 驶 室 内声 学 响 应 进 行 分 析, 在得 到 驾驶室 内部 声学 动态 特性 分 析 的基 础 上 , 对 驾驶 室 进 行板 件 声 学 贡献 量 分析 , 出了在 特 找 定频 率下 对 于驾驶 员右耳 声压 贡献量 突 出的振 动板 件 , 出了 降低 由结 构振 动 引起 的车 内低频 噪声 的 提 措施 。最 后通过 试验 验证 了方 法 的有效 性 。
汽车车内与车外的声音传输装置的制作方法
汽车车内与车外的声音传输装置的制作方法汽车的车内与车外的声音传输装置,是汽车音响系统的重要组成部分。
一个优质的汽车音响系统,不仅能够提供清晰、舒适的音质,还能够将车内音乐与通话声音有效地传输到车外,实现车内外声音的互动与应答。
本文将介绍汽车车内与车外的声音传输装置的制作方法,包括材料准备、装配步骤和注意事项等内容。
一、材料准备1. 音频传输线:选用高质量的音频传输线,保证传输的音质清晰稳定。
2. 声学隔离材料:选择具有良好隔音效果的材料,如泡棉、绒布等,以减少车内外的噪音干扰。
3. 信号放大器:用于增强音频信号的强度,保证音频信号能够稳定传输。
4. 防水材料:考虑到汽车在不同环境下的使用,需要使用防水材料对声音传输装置进行包裹和封装,以保证装置的稳定性和耐用性。
5. 电源供应器:提供稳定的电源支持,保证声音传输装置的正常工作。
二、装配步骤1. 确定安装位置:首先需要在汽车内外确定合适的声音传输装置安装位置,考虑到装置的使用便捷性和不影响车辆外观。
2. 连接音频传输线:将音频传输线连接到汽车内外的音频输入输出接口,保证信号的稳定传输。
3. 安装声学隔离材料:在安装位置周围贴合声学隔离材料,以减少声音传输过程中的噪音干扰。
4. 连接信号放大器:将信号放大器连接到音频传输线上,以增强音频信号的强度。
5. 封装防水处理:将声音传输装置进行防水处理,包裹和封装好所有组件,以保证在潮湿环境下的正常使用。
6. 连接电源供应器:将电源供应器连接至装置,以提供稳定的电源支持。
7. 调试测试:最后进行装置的调试测试,确认声音传输装置工作正常,能够稳定传输车内外的声音。
三、注意事项1. 注意安全:在进行装配过程中,注意车辆的安全,避免对车辆的损坏。
2. 考虑隔音效果:选择合适的声学隔离材料,以保证声音传输过程中的清晰度和稳定性。
3. 注意电源供应:选择稳定的电源供应器,以避免因电源不稳定导致的声音传输中断。
4. 考虑环境因素:汽车在不同环境下使用,需考虑到声音传输装置的耐用性和防水性。
基于OPAX_的驾驶舱内结构噪声传递路径研究
第43卷第3期2024年6月沈㊀阳㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报JournalofShenyangLigongUniversityVol 43No 3Jun 2024收稿日期:2023-08-03基金项目:辽宁省教育厅高等学校基本科研项目(LJKMZ20220603)作者简介:白镇熇(1998 )男ꎬ硕士研究生ꎻ陈克(1965 )ꎬ通信作者ꎬ男ꎬ教授ꎬ博士ꎬ研究方向为汽车系统动力学与控制ꎮ文章编号:1003-1251(2024)03-0090-07基于OPAX的驾驶舱内结构噪声传递路径研究白镇熇ꎬ孙㊀硕ꎬ王楷焱ꎬ陈㊀克(沈阳理工大学汽车与交通学院ꎬ沈阳110159)摘㊀要:对车内结构噪声进行合理降噪的有效方法是阻断振动能量传递最大的路径ꎬ为此建立传递路径模型并进行噪声贡献量分析ꎮ首先ꎬ基于发动机舱内机械构造规划出由振源到驾驶舱的多级传递路径ꎬ并在振动能量传递的连接点处设置路径拐点ꎻ然后ꎬ采用扩展工况传递路径分析(operationalpathanalysiswithexogeneousinputsꎬOPAX)方法确定路径中各拐点对车内噪声的贡献量ꎬ并将噪声拟合值与实测值进行分析对比ꎮ结果表明ꎬ不同路径拐点对车内结构噪声影响明显不同ꎬ其中橡胶悬置拐点对车内噪声影响最大ꎬ该处噪声拟合值与实测值也最为接近ꎬ噪声峰值达到63 5dBꎬ副车架拐点对车内噪声影响次之ꎬ噪声峰值为53 2dBꎬ排气吊耳拐点对车内噪声影响较小ꎬ噪声峰值仅为38 7dBꎮ采用本文方法可有效确定对车内结构噪声影响最大的路径ꎮ关㊀键㊀词:车内结构噪声ꎻ传递路径规划ꎻ路径拐点ꎻ扩展工况传递路径分析中图分类号:U467.4+93文献标志码:ADOI:10.3969/j.issn.1003-1251.2024.03.013ResearchonthePathofStructuralNoiseintheCockpitBasedonOPAXBAIZhenheꎬSUNShuoꎬWANGKaiyanꎬCHENKe(ShenyangLigongUniversityꎬShenyang110159ꎬChina)Abstract:Theeffectivemethodofnoisereductionistoblockthepathwiththelargestvibrationen ̄ergytransferꎬsothetransmissionpathmodelisestablishedandthenoisecontributionisanalyzed.Firstlyꎬamultistagetransmissionpathfromvibrationsourcetocockpitisplannedbasedontheme ̄chanicalstructureintheenginecompartmentꎬandthepathinflectionpointissetattheconnectionpointofvibrationenergytransmission.Thenꎬtheoperationalpathanalysiswithexogeneousinputs(OPAX)methodisusedtodeterminethecontributionofeachinflectionpointinthepathtothein ̄teriornoiseꎬandthenoisefittingvalueisanalyzedandcomparedwiththemeasuredvalue.There ̄sultsshowthattheinfluenceofdifferentpathinflectionpointsontheinteriorstructurenoiseisobvi ̄ouslydifferent.Theinflectionpointofrubbersuspensionhasthelargestinfluenceontheinteriornoiseꎬandthefittednoisevalueisalsotheclosesttothemeasuredvalueꎬwiththenoisepeakvalueat63 5dB.Theinflectionpointofsubframehasthesecondinfluenceontheinteriornoiseꎬwiththenoisepeakvalueat53 2dB.Thepeaknoiseisonly38 7dB.Themethodpresentedinthispapercaneffectivelydeterminethepaththathasthegreatestinfluenceonthenoiseoftheinteriorstruc ̄ture.Keywords:interiorstructuralnoiseꎻtransferpathplanningꎻpathinflectionpointꎻoperationalpathanalysiswithexogeneousinputs㊀㊀随着汽车制造技术的不断进步ꎬ驾驶舱内的结构噪声逐渐成为评价汽车性能优劣的重要指标之一ꎮ动力总成的振动通过悬置㊁排气歧管传递到整个车身ꎬ振动的车身结构与空气耦合使得驾驶舱内产生结构噪声ꎮ针对车内结构噪声问题ꎬ许多学者采用传递路径分析(transferpathanalysisꎬTPA)方法开展了研究[1]ꎮ文献[2-3]通过TPA方法对悬置路径进行了噪声贡献量分析ꎬ并针对后悬置的异常振动ꎬ分别通过改进悬置结构与增强悬置刚度的方法进行了优化ꎮ李树华等[4]采用奇异值分解的运行工况传递路径分析(operationaltransferpatha ̄nalysisꎬOTPA)方法对车内噪声问题进行了研究ꎬ该方法可更准确地对传递路径特征进行表征ꎮHuang等[5]采用区间分析方法对噪声信号进行准确定位ꎬ提高了TPA方法对噪声信号的获取精度ꎮ莫愁等[6]采用逆子结构法识别传递路径中的非耦合频响函数ꎬ在保证TPA方法精度的前提下ꎬ有效减少了工作量ꎮ尽管上述研究采用TPA方法为车内降噪问题提供了解决方向ꎬ但均未考虑噪声的不同传递路径及振动能量传递最大的路径获取方法ꎮ文献[7-8]采用TPA方法研究车内噪声问题ꎬ虽然考虑了不同传递路径对车内噪声的影响ꎬ但未考虑各路径中具有不同振动能量的拐点对车内噪声的贡献量ꎮ本文针对不同传递路径及各路径不同拐点对车内噪声的影响进行研究ꎮ首先ꎬ根据乘用车的机械构造构建两组传递路径模型ꎬ并将挠性连接处或振动能量传递存在明显变化处设为拐点ꎻ然后ꎬ采用扩展工况传递路径分析(operationalpathanalysiswithexogeneousinputsꎬOPAX)方法对路径模型进行数据处理ꎬ获取每条路径中的频响函数与动载荷ꎬ进行噪声贡献量分析ꎬ并将噪声拟合值与实测值对比ꎮ通过对比分析振动源沿多级路径传递到车内的过程ꎬ确定对车内结构噪声影响最大的路径ꎬ为后续路径优化设计提供基础依据ꎮ1㊀基本原理1.1㊀OPAX基本原理OPAX采用参数化模型对载荷进行识别[9]ꎬ即通过大量工况数据和少量频响函数建立方程组ꎬ反解出刚度ꎬ确定工作载荷ꎬ并得到响应点贡献量[10]ꎮ由于采用了大量工况数据建立方程ꎬ因此不仅要设置噪声目标点ꎬ还需设置额外指示点ꎬ目标点和额外指示点统称为响应点ꎮ建立载荷识别模型是OPAX方法的核心内容ꎮ结构动载荷计算式为Fi(ω)=Ki(ω)[aai(ω)-api(ω)]-ω2(1)式中:ω为频率ꎻFi(ω)表示第i条路径上的结构动载荷ꎻKi(ω)表示第i条路径上的动刚度系数ꎻaai(ω)㊁api(ω)分别表示第i条路径上主㊁被动端振动加速度ꎮ常用的动刚度参数化模型有单自由度(SDOF)模型和多频带宽(MB)模型ꎮSDOF模型只适用于弹性元件连接的情况[11]ꎬ其动刚度识别模型表示为Ki(ω)=-miω2+jciω+ki(2)式中mi㊁ci和ki分别为第i条路径上弹性元件的质量㊁阻尼系数和刚度系数ꎬ均为待识别参数ꎮMB模型则适用于刚性连接[12]ꎬ其通过划分较小的频率带宽求解刚性连接的动刚度ꎮMB中某一频带动刚度系数的近似表达式为Ki(ω)=ki(3)下面以SDOF为例ꎬ说明采用OPAX方法求解动刚度系数的过程ꎮ假设有n条传递路径ꎬ则额外指示点㊁目标点的总贡献量uh(ω)为uh(ω)=ðni=1Hhi(ω)Fi(ω)(4)式中Hhi(ω)表示第i条路径的被动端结构至目标点h之间的频响函数ꎮ将式(1)㊁式(2)代入式(4)得到uh(ω)=ðni=1Hhi(ω)(-miω2+jciω+ki) [aai(ω)-api(ω)]-ω2=ðni=1-mi[ω2Ghi(ω)]+ci[jωGhi(ω)]+kiGhi(ω)(5)其中Ghi(ω)=Hhi(ω)[aai(ω)-api(ω)]-ω2(6)假设选取z个阶次切片ꎬ各阶次切片选取r个转速采样点数据[13]ꎬ将式(5)改写为矩阵形式ꎬ如式(7)所示ꎮAhX=Bh(7)其中19第2期㊀㊀㊀白镇熇等:基于OPAX的驾驶舱内结构噪声传递路径研究Ah=-ω211Gh1(ω11)jω11Gh1(ω11)Gh1(ω11) -ω211Ghn(ω11)jω11Ghn(ω11)Ghn(ω11)-ω221Gh1(ω21)jω21Gh1(ω21)Gh1(ω21) -ω221Ghn(ω21)jω21Ghn(ω21)Ghn(ω21)⋮⋮⋮⋮⋮⋮-ω2r1Gh1(ωr1)jωr1Gh1(ωr1)Gh1(ωr1)-ω2r1Ghn(ωr1)jωr1Ghn(ωr1)Ghn(ωr1)-ω212Gh1(ω12)jω12Gh1(ω12)Gh1(ω12) -ω212Ghn(ω12)jω12Ghn(ω12)Ghn(ω12)-ω222Gh1(ω22)jω22Gh1(ω22)Gh1(ω22) -ω222Ghn(ω22)jω22Ghn(ω22)Ghn(ω22)⋮⋮⋮⋮⋮⋮-ω2r2Gh1(ωr2)jωr2Gh1(ωr2)Gh1(ωr2) -ω2r2Ghn(ωr2)jωr2Ghn(ωr2)Ghn(ωr2)⋮⋮⋮⋮⋮⋮-ω21zGh1(ω1z)jω1zGh1(ω1z)Gh1(ω1z) -ω21zGhn(ω1z)jω1zGhn(ω1z)Ghn(ω1z)-ω22zGh1(ω2z)jω2zGh1(ω2z)Gh1(ω2z) -ω22zGhn(ω2z)jω2zGhn(ω2z)Ghn(ω2z)⋮⋮⋮⋮⋮⋮-ω2rzGh1(ωrz)jωrzGh1(ωrz)Gh1(ωrz)-ω2rzGhn(ωrz)jωrzGhn(ωrz)Ghn(ωrz)éëêêêêêêêêêêêêêêêêêêêêêùûúúúúúúúúúúúúúúúúúúúúú(8)X=[m1c1k1 mncnkn]T(9)Bh=[uh(ω11)uh(ω21) uh(ωr1)uh(ω12)uh(ω22) uh(ωr2) uh(ω1z)uh(ω2z) uh(ωrz)]T(10)式中ωjl为不同转速不同阶次对应的频率ꎬωjl=l Rj/60ꎬl表示阶次切片的数目(l=1ꎬ2ꎬ ꎬz)ꎬRj表示第j个采样点的发动机转速(j=1ꎬ2ꎬ ꎬr)ꎬ单位为min-1ꎮ反解出矩阵X中的参数mi㊁ci和kiꎬ即得到悬置元件的动刚度系数Ki(ω)ꎬ将其代入式(1)即可求出m阶次的结构动载荷Fi(ω)ꎮ1.2㊀声压级测试原理为研究产生车内噪声的传递路径ꎬ需测量工况下车内噪声并记录指定时间内的声压级情况ꎮ依据国标GB/T18697 2002[14]ꎬ采用A计权声压级作为评价参数ꎮ平均A计权声压级LPꎬA计算式为LPꎬA=10lg1NðNs=1100 1(LPꎬs+Ks)[](11)式中:LPꎬs为第s个测点处的频带声压级ꎻKs为第s个测点处的A计权频带修正值ꎻN为测点总数ꎮ2㊀多级OPAX模型构建2.1㊀传递路径模型动力总成与悬置系统通过橡胶悬置柔性连接ꎬ存在振动能量变化ꎬ设置为传递路径的能量拐点ꎻ副车架与动力总成下方的后悬置通过刚性连接ꎬ但副车架的主要用途之一是隔振与降噪ꎬ故也将此处作为路径的能量拐点ꎻ动力总成与排气歧管连接的传递路径中ꎬ整个排气系统管道均通过法兰刚性连接ꎬ无能量变化ꎬ但排气系统与车架通过排气吊耳柔性连接ꎬ存在能量变化ꎬ故将此处设为该路径的能量拐点ꎮ根据上述能量拐点的设置ꎬ建立由动力总成激励产生的两条多级传递路径ꎬ如图1所示ꎮ图1㊀传递路径图Fig.1㊀Transferpathdiagram2.2㊀数据采集数据采集对象为国产某型号SUVꎬ其采用横置4缸4冲程汽油机ꎬ最大扭矩186N mꎬ发动机29沈㊀阳㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀第43卷怠速转速为800r/minꎮ设置为发动机由怠速至4000r/min的定值匀加速工况ꎬ加速度保持在1m/s2ꎮ动力总成通过三点橡胶悬置支撑ꎬ其中左右悬置的结构形式为方块形橡胶悬置ꎬ长83 5mm㊁宽49mmꎬ后悬置为较常见的八字型衬套型橡胶悬置ꎬ直径45mmꎬ后悬置与副车架通过全螺纹螺栓刚性连接ꎬ螺栓长18mmꎬ排气总管与车架通过前后两处橡胶排气吊耳连接ꎬ吊耳长61 5mm㊁宽50mmꎮ按图1中两条多级路径分别进行噪声实验ꎮ实验所需仪器包括:西门子LMSSCADAS32通道数采前端ꎬ采样频率大于10kHzꎻPCB三向加速度传感器ꎬ灵敏度为100mV/gꎬ分辨率为0 0001gꎻGRAS声学传感器ꎬ灵敏度为14 5mV/Paꎮ测量数据包括:驾驶员右耳侧目标点噪声㊁后排中间位置处额外指示点噪声以及路径振动拐点主被动端加速度和发动机转速ꎮ部分拐点处加速度传感器布置如图2所示ꎮ图2㊀部分拐点处加速度传感器布置Fig.2㊀Accelerationsensordistributionatsomepoints2.2.1㊀路径响应点处噪声信号由于乘用车采用的发动机缸数㊁进气形式以及布置方式有所差异ꎬ故发动机在加速时的振动阶次及其对车内的噪声阶次影响均有所不同ꎮ因此ꎬ对每条多级路径进行贡献量分析前ꎬ需要确定影响车内噪声的主要阶次ꎬ以及在能量拐点处贡献量较大的振动阶次ꎮ驾驶员右耳侧的噪声能量阶次组成如图3所示ꎬ可以看出ꎬ造成该车驾驶舱内噪声问题的能量阶次主要为2阶次ꎮ图3㊀驾驶员右耳侧噪声能量阶次Fig.3㊀Noiseenergylevelondriver’srightear2.2.2㊀路径拐点处振动信号路径拐点处振动信号包括橡胶悬置㊁副车架螺栓以及排气吊耳的主被动端振动加速度信号ꎮ图4为后悬置主被动端Y向振动能量阶次color ̄map图ꎬ对比图4(a)和图4(b)可以看出ꎬ由于悬置隔振ꎬ振动能量经过后悬置被动端Y向后明显减少ꎬ但峰值依然显著ꎬ该车动力总成2阶次载荷激励仍为主要贡献ꎮ通过振动信号处理可知ꎬ其他拐点处的主要激励同样由2阶次振动产生ꎮ图4㊀振动能量阶次colormap图Fig.4㊀Vibrationalenergyordercolormap39第2期㊀㊀㊀白镇熇等:基于OPAX的驾驶舱内结构噪声传递路径研究2.3㊀多路径频响函数测试应用LMSTestLab中ImpactTesting模块进行锤击法频响函数测试ꎬ获取式(4)中的频响函数Hhi(ω)ꎮ频响函数用来描述系统输入信号与输出信号之间的比值ꎬ是系统的固有特性ꎬ与系统本身有关ꎬ与激励㊁响应等外界因素无关ꎮ因此ꎬ在进行锤击法频响函数测试过程中ꎬ实验车辆保持静止状态ꎮ频响函数的测试精度直接影响噪声贡献量的精度ꎮ工程上一般采用相干系数衡量测试精度ꎬ实验过程中相干系数越接近1ꎬ说明获取的频响函数质量越高[15]ꎮ图5和图6分别为规划的两条多级传递路径中部分激励点到噪声目标点的频响函数曲线以及对应的相干曲线ꎮ可见ꎬ各测点在频率为0~3200Hz内的相干系数均值都在0 9以上(后悬置Y向为0 95ꎬ后端排气吊耳Y向为0 99)ꎬ获取的频响函数质量较高ꎬ可以进行后续贡献量分析ꎮ图5㊀部分路径拐点到驾驶员右耳侧的频响函数Fig.5㊀Frequencyresponsefunctionfrompartofthepathpointstothedriver srightearside图6㊀部分路径拐点到驾驶员右耳侧的相干曲线Fig.6㊀Coherencecurvesfrompartofthepathpointstothedriver srightearside2.4㊀多路径结构动载荷识别对动刚度参数化模型进行选择ꎬ在传递路径能量拐点处连接件为弹性元件ꎬ如橡胶悬置㊁排气吊耳ꎬ选择SDOF模型进行载荷识别ꎬ连接件处为刚性连接ꎬ如副车架螺栓处ꎬ选择MB载荷识别模型ꎮ为保证结构动载荷拟合识别成功ꎬ即所求动刚度的数量不能超过方程数量ꎬ通过LMSTestLab软件中OPAX模块进行SDOF拟合时ꎬ将式(2)中mi缩减为0ꎬ此时动刚度模型方程未知数数量为27个ꎬ方程数量为187个ꎬ满足拟合要求ꎮ通过MB拟合时选择在30Hz带宽进行动刚度求解ꎮ动刚度识别后ꎬ将其代入式(1)ꎬ得到能量通过各个拐点时的动载荷ꎮ振动能量通过后悬置拐点X㊁Y㊁Z方向时识别到的2阶次动载荷如图7所示ꎬ可以看出ꎬ相比其他方向ꎬ工况下后悬置Y方向在3500~4000r/min附近载荷变化较大ꎬ峰值达到近54Nꎮ因此ꎬ后悬置Y方向是振动能量传递较大的一处路径拐点ꎮ图7㊀动力总成后悬置2阶次动载荷Fig.7㊀Secondorderdynamicloadofthepowertrainrearmount3㊀车内噪声多路径传递分析3.1㊀多级路径贡献量分析得到两条多级传递路径中各拐点处的动载荷及频响函数后ꎬ根据式(4)计算全部拐点处X㊁Y㊁Z三向振动输入信号对车内噪声输出信号的贡献量ꎬ将各拐点处全部三向噪声贡献量分矢量进行合成ꎬ即可得到振动通过各个拐点处对车内噪声的拟合情况ꎮ为将贡献量分析的计算结果简明可视化ꎬ从而快速评估关键传递路径ꎬ采用贡献图的方式显示振源通过两条路径对车内噪声的贡献量ꎮ49沈㊀阳㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀第43卷3.1.1㊀动力总成-悬置系统-副车架-驾驶室传递路径贡献量分析㊀㊀根据2.2.1中对响应点处的阶次分析ꎬ重点关注2阶次下的噪声贡献量ꎮ悬置拐点对目标点噪声贡献量如图8所示ꎬ可见后悬置Y方向拐点在转速为3485r/min及3942r/min附近时对车内噪声的贡献量最大ꎬ此时车内噪声拟合声压达到60 7dB及63 5dBꎮ副车架拐点对目标点噪声贡献量如图9所示ꎬ可见左后副车架螺栓Z方向拐点在转速为3694r/min附近时对车内噪声贡献量最大ꎬ此时车内噪声拟合声压达到53 2dBꎮ图8㊀悬置拐点对目标点噪声贡献量Fig.8㊀Noisecontributionofthesuspensionpointtothetargetpoint图9㊀副车架拐点对目标点噪声贡献量Fig.9㊀Noisecontributionofthesubframepointtothetargetpoint3.1.2㊀动力总成-排气吊耳-驾驶室传递路径贡献量分析㊀㊀该传递路径中排气吊耳拐点对目标点的噪声贡献量如图10所示ꎬ可见排气吊耳Y向拐点在转速为974㊁1914及3558r/min附近时对车内噪声贡献量较大ꎬ此时车内的噪声拟合声压分别达到35 8㊁38 7及37 5dBꎮ图10㊀排气吊耳拐点对目标点噪声贡献量Fig.10㊀Noisecontributionofexhaustlugpointtothetargetpoint3.2㊀不同传递路径对噪声的影响对比将由动力总成开始㊁经过悬置系统与排气系统的两条传递路径各个方向的噪声贡献量进行叠加ꎬ得到800~4000r/min转速下振动能量分别经过两条路径时对目标点噪声的拟合值ꎬ并与噪声实测值进行对比ꎬ结果如图11所示ꎮ图11㊀不同传递路径的车内噪声拟合值与实测值对比Fig.11㊀Comparisonoffittedandmeasuredvaluesofinteriornoiseindifferenttransferpaths㊀㊀由图11可见ꎬ相比于排气系统路径拐点ꎬ经过悬置路径拐点拟合得到的噪声值更接近车内噪声实测值ꎬ进一步验证了车内结构噪声产生的主要原因是动力总成振动经过悬置后传入车内ꎮ4㊀结论本文以某型号SUV为研究对象㊁OPAX方法为研究手段ꎬ规划出两条多级传递路径ꎬ研究其对车内结构噪声的影响ꎬ得到以下结论ꎮ1)阶次分析能更准确地定位噪声目标点与激59第2期㊀㊀㊀白镇熇等:基于OPAX的驾驶舱内结构噪声传递路径研究励源振动拐点处的异常阶次ꎬ可更有针对性地对多级传递路径进行分析ꎮ2)在传递路径中设置的所有拐点中ꎬ振动能量通过后悬置拐点Y向时结构动载荷达到54Nꎬ拟合噪声达到63 5dBꎬ该拐点对车内噪声的贡献量最大ꎮ3)通过设置多条传递路径ꎬ并对各拐点的噪声贡献量进行分析对比ꎬ能够更有效地定位产生噪声问题的振动传递路径ꎬ为后续进行隔振优化提供依据ꎮ参考文献(References):[1]㊀郭荣ꎬ裘剡ꎬ房怀庆ꎬ等.频域传递路径分析方法(TPA)的研究进展[J].振动与冲击ꎬ2013ꎬ32(13):49-55.GUORꎬQIUSꎬFANGHQꎬetal.Advanceinstudyingontransferpathanalysismethodsinfrequencydomain[J].Jour ̄nalofVibrationandShockꎬ2013ꎬ32(13):49-55.(inChi ̄nese)[2]㊀程栏ꎬ兰靛靛ꎬ黄玉辉.传递路径分析方法在车内轰鸣声问题中的应用[J].厦门理工学院学报ꎬ2018ꎬ26(1):14-18.CHENGLꎬLANDDꎬHUANGYH.Transferpathanalysistechnologyassolutiontovehicleinteriorroaringnoise[J].JournalofXiamenUniversityofTechnologyꎬ2018ꎬ26(1):14-18.(inChinese)[3]㊀郭世辉ꎬ刘振国ꎬ臧秀敏ꎬ等.工况载荷下传递路径分析方法[J].噪声与振动控制ꎬ2016ꎬ36(2):104-107.GUOSHꎬLIUZGꎬZANGXMꎬetal.Transferpathanalysisunderloadingconditions[J].NoiseandVibrationControlꎬ2016ꎬ36(2):104-107.(inChinese)[4]㊀李树华ꎬ陈克.基于阶次和传递路径分析的电驱动总成对车内噪声影响[J].噪声与振动控制ꎬ2023ꎬ43(1):203-209.LISHꎬCHENK.Analysisofinfluenceofelectricdriveas 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多样本分析在汽车内饰异响仿真中的应用
AUTO TIME 7
FRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨
时代汽车
多样本分析在汽车内饰异响仿真中的应用
李奕慈 刘杰昌 顾晓丹 王玉雷 常光宝 上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007
摘 要:传统的仿真分析,都是根据名义设计值得到相应的名义结果,仿真结果为一个确切的值。工程实践中,材 料生产、部件装配都会产生一些误差,导致实际产品偏离名义设计,从而使得实际产品表现出的性能处于 一个区间。因此,传统的仿真分析方法并不能预测实际产品可能出现的全部情况。对于车辆内饰异响分析, 涉及的塑料件材料参数以及卡扣连接参数,往往会在较大范围内波动。此外,随着车辆使用时间的增长,塑 料和橡胶的老化也会带来材料参数的变化。因此,用名义仿真结果来预测车辆的实际异响性能,是不够稳健 的。采用多样本分析方法,考虑相关参数的浮动,可以得到更加稳健的仿真结果,更好的指导异响性能开发。
图 1 新能源车异响问题占比
乘坐舒适性,甚至会引起消费者对车辆安全 性 的 怀 疑。 根 据 Greg Goetchius 在 2019 年 SAE 论文上引用的数据,在新能源车上,异 响问题占 NVH 问题的 20%,在所有 NVH 问 题中并列第二。
对于汽车内饰的异响仿真,目前国内最 先进的方法之一是 SnRD 异响仿真分析流程。 但是,一个常规的 SnRD 仿真分析流程只能 得到一个名义仿真结果。对于材料参数的不 稳定性以及车辆长期行驶之后橡胶塑料老化 带来的异响性能变化不能进行预测。因此, 需要在常规 SnRD 异响分析流程的基础上增 加多样本分析,以实现对于异响性能更稳健 的预测和优化。
一种基于声功率的整车降噪试验方法
一种基于声功率的整车降噪试验方法1.前言作为评价汽车操控性和乘坐舒适性的重要指标,振动噪声越来越受到人们的重视。
根据噪声产生的不同机理,车内噪声可分为结构传播噪声和空气传播噪声,发动机、轮胎在运转状态下辐射出的噪声,传递到车内属于空气传播噪声的范围。
对于空气传播噪声的控制,一般是通过在发动机舱和车内布置声学包,来阻隔和吸收噪声源的辐射噪声,因此声学包的设计水平对整车声品质有很大影响。
对声学包零件的评估有多种方法,常见的有全消全反试验室评估隔声量,混响室评估吸声系数。
传统的隔声评估方法需要将车辆切割后制作工装,进行窗口隔声试验,试验需周期很长,费用也较高。
本文介绍了一种基于声功率的降噪试验方法(Power Based Noise Reduction,简称PBNR)[1,2],能够在不破坏车辆前提下快速评估整车声学包隔声、吸声能力,与竞争车型进行快速对比从而设定整车目标,此外还可以进行噪声路径分析,查找路径上的泄漏和声学包设计的薄弱环节。
2.基于声功率的降噪试验方法PBNR被定义为点声源声功率Π对于某点测量声压p均方值的比率,是1/3倍频程的函数,dB 值的表达式为[3]:PBNR=10×log10[Π/(p·p*)/α] (1)公式(1)中,Π是点声源在自由场测得的声功率,其参考值α=Πref/p2ref=1/400;p*是声压p的的共轭值;(p·p*)是均方声压值或测量声压的自功率谱。
PBNR可以通过空气声传递函数(ATF)计算获得,ATF被定义成响应点的声压(Pa)对声源的体积加速度(m3/s2)的比率,用来表示一个系统的空气声路径特性,单位为dB(Pa/m3/s2),参考值=20μPa/m3/s2。
当一个点声源处于自由声场内时,其声功率才能以体积加速度表示为:Π=ρQa×Qa*/(4πc)(2)式中Qa为体积加速度,Qa*为Qa的共轭,Qa*Qa*是测得的体积加速度的自功率谱。
基于传递路径分析的乘用车车内噪声数值模拟
基于传递路径分析的乘用车车内噪声数值模拟李华良;熊卉;万攀;韦钰芳;郭钊【摘要】本文利用传递路径分析(TPA)方法对某一新型轿车进行轮胎引起的车内噪声分析,首先运用 TPA 方法拟合测试数据以求出路面对轮胎的轮心激励值,再将该值加载到CAE模型内进行数值模拟,计算车内噪声。
数值模拟计算中发现乘用车后轴对整车噪声的贡献大于前轴,说明需要对乘用车的后轴进行改进;比较数值模拟结果与路面噪声的实际测试数据,发现分析误差可接受,完全可以反映出车辆车内噪声特性,验证了传递路径分析方法在车内噪声分析中的适用性和准确性。
%In this paper, the transfer analysis (TPA) was used to investigate the interior noise of a passenger car. First, the TPA method was used to fitting the test data to obtain the force value caused by the road on wheel center, and then the value was loaded into the CAE model to calculate interior noise. Numerical simulation shows that the rear axle of car contributions more noise than the front axle, rear axle needed to improvement. The CAE simulation result was compared with the actual test data of the car interior noise, the result shows that analytical error can be accepted which fully reflects the vehicle road noise characteristics and verifies the applicability and accuracy of the hybrid model in the analysis of interior noise.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】4页(P87-90)【关键词】车内噪声;乘用车;数值模拟;传递路径分析【作者】李华良;熊卉;万攀;韦钰芳;郭钊【作者单位】中国船舶重工集团公司第七一九研究所,湖北武汉 430064;武汉工程大学机电工程学院,湖北武汉 430073;武汉工程大学机电工程学院,湖北武汉430073;武汉工程大学机电工程学院,湖北武汉 430073;武汉工程大学机电工程学院,湖北武汉 430073【正文语种】中文【中图分类】U467.4CLC NO.:U467.4Document Code:AArticle ID:1671-7988(2015)07-87-04汽车车内噪声的水平是体现汽车品质的重要指标之一,为了满足客户需求,提高汽车档次并在市场竞争中占得先机,世界各大汽车厂商已经把降低车内噪声作为重要的研究方向。
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别频率点除外倥‘t噪声传递函数的240IIz频率点)。
4表面声压计算
首先建口汽1牲㈣一¨.缓仿ml算的仿班模型.蛐吲9所求。为r嵌示;☆晰,瞬9给出
的是1,2模型,宴环|l罐tI-最川的是仝部模型进jT分折;模型分为两部分.一部分为汽午柱 m结构.采川的是薄先啦正;* 部升是汽车外部.山个椭球的空问构成.椭球表晰设置
For
Nastran”;噪声传递
SimulatiOn for Noise Transfer in Vehicle with Interior
Material
MAFuyin
(College ofAutomobile Engineering,Shanghai University ofEngineering Science,Shanghai 201620)
圈3
Actran模块示意图
首先要在ACTRAN里面计算汽车外部的声场,得到汽车表面的声压级分布,存计算的 过程一I・要考虑绝缘材料的影响.展后得到考虑绝缘材料的阻尼矩阵;其次,在NASTRAN 中计算汽车采面本身的模恋,搿到汽车表面的固有频率.最后将ACTRAN中的计算结果导 ^到For NASTRAN-1-j!}行计算.糌到噪声的传递灵敏度.
通过软件计算.得到了声压级分布云图,图】I列出了100Hz、200Hz和300Hz下软件 计算结聚的声压级分布云图.从吲中可以形象的看出声场分布关系和声压级大小等。
-!f“.
圈i2传递雨数计算值谱线
H
2蛤tP,r传递函敏¨罐值的谱线.从瑚中可看出,订隔声材料时的他递函数幅值在
恪个釉段lt均小于没有晰声材料时的幅位,说明隔声材料的应用对汽午的降嘴起到T很好的 II:JIj。
/klb炯et:.It
is hard to solve the transmission path and noise distribution for vehicle with interior
material by traditional method because of the complex structure.There is锄excellent module‘Actran for Nastran’has been given in Actran software to solve the complex sound propagation problems
数均垃置为10,罔12持卅r两种计算模型再个场点在500Hz的声胜级分市囝,“l目中可看 山,两种模型的计掉结粜基本吻台,放取较小空间的有限元M格模型进行引弹分析。
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图10不同网格大小计算结果对比
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第五扁tt稷下”研究生学术论文论文集
带内饰件的整车噪声传递模拟
马富银
(上海工程技术大学汽车工程学院,上海201 620)
摘要:整车结构较为复杂,加上各种内饰材料后声学特性较白车身有较大变化,传递路径和 声场分布规律也较为复杂,以传统的方式很难进行求解。Actran软件推出了“Actran
.204・
菲一} 缉醛
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自i““&F
W£±}¥ti*z挑
舱实际乍辆的材科和结构较为复泉-所以蜚准确预测出噪声的传递路径.需要进"多删^ 的童个宣驻删试孙¨并机仿真。
计箨汽车在宅旷环境F汽4壕而的声压缎需要用到ACTRAN的Acouslics模块.而计罐
由于外部声压引起的内娜噪声相肘复杂些首先要得到车辆表面的声压,然后再t|辩车辆丧 而的隔声悱能.最后得刮车辆内部(尤其是驾驶见区域)的声压分布.谚过程需要用到 ACTRAN帕枷级憔块振动声模块和For NASTRAN模块。 乍身赴啪声8i振劫的传递通道,吾种嵘卢与振动都会通过乍身传递到午内,与乍身冉黄 的噪声和振动涉肛车口的饭态¨算、乍身结构的振动传递、结构噪卢的传递、空一Ll拯卢的传 递以厦声的传递是敞废i}并等,图3蛰出了计算流程。
计算中分忻的颤半范H小r 500Hz.声源恤丁☆删排气符路川Lf,如罔8所示,㈣…目 8给Ⅲ了10个场-r竹目的n体分挪示恿嘲。 无限域定义时要设置无限域的插值阶状,阶次太小台使得计算结粜不准确-阶次越高“ 弹站粜越精确,但莹导故计算量增加.故要选取适宜的插值阶泼。仿真中计算了3种插值阶 数,依rR为5、Io和20。用9给出了不同插值阶数10个场点在500Hz频率时的声压级大小. 从吲,I,可舌出.阶次为5与阶次为】0、20时在l、2、3、4、7几个场点计算结果宵定的 偏茬,说明阶次为5时计算结果不精确,而阶狄为10和20时,再个场点的lI掉结果甚本重 台,说明阶次为10时¨尊纠j粜已经精确,故计算中采用的阶状为10。 除T阶次的验证外.下面对汽车外部有限元网格的空间』=小进}fg&证。I&两种有限元刚 恪太小的慢掣. 种为乜含整十汽车外表面,另一种是前种大小的1 5倍.两种模型的阶
“数值.I锥时高监”乍世H●野舒刖进行艇喜球祥-咀避开声』L抵。l}掉料到的忙啦函数㈨
’tf【』】目6昕小
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l目6
f々递函数讣弹}^粜
从陶中可看出.小论址宅4t嵘J“的f‘进函数迁足蚰栅嵘卢的传递函数,没有声学材科址 理模型的传递晡数蛳优舟粘个分折蜘-带上丛本人于订声学材料处理模型的传递雨数幅值.个
For
Nastran’module has been introduced been
evaluated,too.
in
this paper by solve the noise transfer in
vehicle.And
the analysis resolm have
Keywordb:Vehicle;Interior Material;“Actran For Nastran”:Noise transfer
3传递函数计算
为樽到结构嘴声和中气噪声的传递螬数,得到噪声的具体传递指标,对如图4所小拆除 了发动机的汽午建立ACTP¨,N汁算模型,频章的计算范罔为20_400Hz.仿真模型如图5所 示。在仿真计算tp只在地饭J使用r隔音垫。
罔j整1厦^-仓¨靠幞刮
计讳ji程{,则"挫州女川,“学村科的横型和幢用了,h‘#¨¨的懂型迸”廿组¨竹.九避
Hale Waihona Puke ●考文献【II林虺,马天E.姚为民等汽车NVH研宄综述【Jl汽车工程,2002,24(3):177-1
8 L,186
121门景潇.前贻鹏.强文’r内燃机燃烧噪声亿递路径灶评fff['Il山燃机学报,2010, 28(6):530-535 I划郭荣.玎钢,赵艳m婷车内噪声传递路径分析方法探讨【J】振动、驯试q诊断,2007,
For
Nastran”模块,用以与Nastran软件联合求解复杂结构系统的声传播问题,对于汽车和飞 机等有声学材料和内饰材料的系统其优越性尤为显著。本文介绍了基于
“Actran For
Nastran”数值模拟的方法,来求解整车噪声传递问题的,并对仿真结果进行了分析和评价。 关键词:整车:内饰件:“Actran
1
引言
汽车噪声和振动(NVH)[II是一门非常复杂的学科,在汽车产品的开发和研发过程中,噪
声与振动控制也是--fq关键的技术。汽车噪声和振动具备下面特点.即噪声的大小和频率范
●
围与发动机的转速和汽车的行使速度有很大关系。发动机是主要的噪声源,发动机的噪声主 要分为机械噪声、燃烧噪声和空气动力噪声,这些辐射的噪声都会透过车身向车内传播。从 而影响车内人员的舒适性。 机械噪声是由于气体压力及机械部件的惯性作用,使相对运动零件之间产生撞击和振动
5结论和总结
曲过对以上案例的il蜉,验证了以F两方面的内弈: (I)ACTRAN的多孔材料单元可用米研宄隔声材料庄汽1安舴性方面应用的教粜。 (2)ACTRAN的无限元宵法可用来预测汽车外部,“压缎的分布规律。 此外,利用以上两方谢的应用,可继续研究汽芈的排气噪声,通过对汽车的捧气系统采 驭声学处理措施.进一步保证汽车的安静性能。
2W31 199・203
14)杂小,删簸传递持静什折川r乍内啭,“贞献限的研究【J1
.2∞.
rt^技术,2010
3‘16。10,30
为无限元边蛘条件光限几边捍条件订两个作月l一魁传播刮此处的声波可以实现仝部透射 =是通过无限元的议鲤-U以褂到打m兀刚格外任意伸龃址的一学响心值。州格在划分的过榉 中同样遵寸最大尺J小r讣忻频#最高频车所对应跋K1m的原州。
模型)
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镕?。“u&F’"R±々m论i论i4
combine with NasWan software.And it is very effective for the problems of vehicle and airplane with
interior material.111e simula60n
method based on‘Actran